Schub, Strahlgeschwindigkeit, Wirkungsgrade, u.a.

Hallo Fans,

hier im Forum wird z. T. über Wirkungsgrade von 0,9 bei Standschubmessungen berichtet.

Wenn solche Angaben gemacht werden, die die Leistungsfähigkeit eines EDF´s kennzeichnen sollen, sollte man immer dabei sagen, wie sie entstehen. Die Hersteller von EDF´s sollten sich auf ein Verfahren einigen, sonst kann nicht zwischen EDF-A und EDF-B verglichen werden.Vermutlich eine Wunschvorstellung,

Besser ist es, sich an das zu halten, was in der Strömungs-/Triebwerks-/Motoren- und Lüftertechnik üblich ist.

Der Standschub lässt sich einfach mit mechanischen oder elektr. Kraftmessern ausreichend genau messen. Die Messung der Strahlgeschwindigkeit am EDF-Austritt oder an der Schubdüse ist entgegen weit verbreiteter Meinung nur mit großem Aufwand möglich. Der Grund hierfür liegt am unbekannten Strömungs-/Geschwindigkeitsprofil. Wer weiß schon, wie das aussieht? Viel einfacher und immer richtig ist die Berechnung der mittleren Strahlgeschwindigkeit aus dem Standschub.

Als Wirkungsgrad für Vergleichszwecke bieten sich die elektrische und die Strahlleistung an. Die Strahlleistung ist für den Vortrieb des Modells verantwortlich. Es ist die Leistung, die im Strahl nach dem/der EDF/Düse steckt.
Setzt man beide ins Verhältnis, erhält man den Strahlwirkungsgrad, an dem man die Größe der Verluste ablesen kann. Man kann auch sagen, im Strahl sind X-% elektr. Leistung angekommen.

Wie sieht das Vorgesagte in der Anwendung aus, was kommt heraus?

Für den Flieger SU-47 Berkut ( http://www.bananahobby.com/1904.html ) habe ich die Aktion durchgeführt. Der frei blasende Standschub wurde von R. Witt, Rangsdorf, gemessen, alles andere von mir.

Akku Strom Spannung Standschub
6S1P
SLS Eco 2650 30C/60C 56A 20V 17,5N

So* : Standschub
C4 : Austrittsgeschwindigkeit hinter dem Impeller
C5 : Austrittsgeschw. hinter der Düse
P** :Leistung
Pel: elektrische Leistung = Eingangsleistung
Pstrahl: Leistung im Strahl, die für den Schub verantwortlich ist
*
Cyclonemotor, 6S, frei blasend, So=17,5 N, C4 = 60,4 m/s, Pstrahl = 529 W, Wirkungsgrad des gesamten Antriebs = 0,47. Also gehen 53 % der elektr. Leistung verloren.

Cyclonemotor, wie oben, im Kanal SU-47, So= 14N, Düsenaustritt C5 = 60 m/s, Pstrahl = 420 W, Einbauwirkungsgrad aus 529 W und 420 W = 0,79, also gehen nochmal 21% elektr. Leistung verloren. Der gesamte Wirkungsgrad für die SU ist dann = 0,38.

Nun könnte man meinen, mehr kommt nicht ´raus? Stimmt das, 62% Verlust? Ja, moderne PKW haben einen Gesamtwirkungsgrad von etwa 0,4, also werden 60% der Energie in die Luft geblasen. Ich meine die EDF´s sind nicht schlecht!

Gruß und tschö wa, Hans.
 

WeMoTec

User
Danke Hans, klasse gemacht!
100% Deiner Meinung, insbesondere was die Strahlgeschwindigkeit angeht.

Genau so stelle ich mir eine sachliche Diskussion vor.

Ich muß nur ehrlich sagen, daß mich das Ergebnis überrascht, denn übliche Gesamtwirkungsgrade im eingebauten Zustand sind je nach Güte des Kanals und des Antriebs normal ca. 0,5 - 0,7

Die von Dir zitierten 0,9 können sich höchstens auf den reinen Motorwirkungsgrad beziehen.


Oliver
 
Hallo Hans,

Ich bin noch nicht da zu gekommen dir zu Antworten. Aber kurz trotzdem einen Schwenk dort hin... In den Messungen auf die du mich angesprochen hast, geht es um den reinen Motorwirkungsgrad! Antwort bekommst du die Tage trotzdem noch. ;)

Bezüglich Messungen der Strahlgeschwindigkeit hab ich dir ja mal beschrieben wo dort bei mir das Staurohr sitzt. Aber im zweifelsfall kann ich ja auch mit Drehzahl und "Schub" aufwarten... insofern nicht über den wert von ca. 90% bei den mega Motoren wundern. Der bezieht sich nur auf den Motor. Wie Oliver es ja auch schon angemerkt hat!

Viele Grüße

Florian
 
Cyclonemotor, 6S, frei blasend, So=17,5 N, C4 = 60,4 m/s, Pstrahl = 529 W, Wirkungsgrad des gesamten Antriebs = 0,47. Also gehen 53 % der elektr. Leistung verloren.

Cyclonemotor, wie oben, im Kanal SU-47, So= 14N, Düsenaustritt C5 = 60 m/s, Pstrahl = 420 W, Einbauwirkungsgrad aus 529 W und 420 W = 0,79, also gehen nochmal 21% elektr. Leistung verloren. Der gesamte Wirkungsgrad für die SU ist dann = 0,38.

Hallo Hans, sehr interessante Ausführung,
ich kenne das Modell und den Kanal leider nicht und daher zwei Fragen:
Die Strahlgeschwindigkeit ist in beiden Fällen ja mit 60 m/s nahezu identisch. Kannst Du mal etwas über die Verengung des Kanaldurchmessers sagen (Austrittsdurchmesser/Impellerdurchmesser). Würde mich mal interessieren. Mich wunder die gleichbleibende Strahlgeschwindigkeit etwas.
Vieleicht kannst Du ja auch noch etwas zum Kanal sagen. Kann man da erahnen wo die 20% bleiben? Etwas viel gegenüber freistehendem Impeller ohne Einlauflippe und Düse.

Gruß
Peter

Peter
 

Antares

User
Hallo Hans,

ich finde deinen Ansatz ist absolut richtig.

Im Flug mag das aber noch mal anderes ausehen,da das komplette System im Flugzeug ganz verschieden auf Druckveränderungen reagieren wird. Das macht es sehr komplex,auf den (angestrebten) Arbeitspunkt abzustimmen.
Andererseits - die meisten interessieren sich nicht für 10% oder 12% Verbesserung: ist ja eh schon satt Leistung da!

@Peter:

wenn die Querschnitte NICHT gleich sind,ist das durchaus logisch,denn der Massenstrom wird geringer sein und damit der Schub.Die Ursache(n) zu finden,wird sicher interessant!

Gruß,
Harald
 
Hallo Peter, Harald u. d. anderen Mitleser,

Da Peter mehr Details über den Kanal wissen möchte, werde ich einige Fotos schießen und hier zeigen. Ihr müßt Euch nur ein wenig gedulden. Auch die Querschnitte des Kanals/Impellers werde ich dann mitteilen.

@ Peter, mir ist noch gar nicht aufgefallen, das die Geschw. gleich groß sind. Da sieht man wieder, wie wichtig die Veröffentlichung des eigenen "Mistes" ist, man wird ja irgendwann in seinem "Saft" gefangen.
Ich werde Florian bitten, mir bei der EInbindung der Fotos zu helfen, ist nicht so mein Ding.

@ Harald, Peter, der Ring- und der Düsenquerschnitt sind ungefähr gleich groß, Der Einlauf ist größer, genaueres später. Das würde bedeuten, das die Verluste von EInlauf und Schubrohr mit Düse "nur" den Schub reduzieren, nicht die für den Massendurchsatz verantwortliche Strahlgeschwindigkeit?!. Ich weiß es nicht, muß darüber nachdenken!
Harald, die Frage, wie das System im Fluge arbeitet, ist unklar und wird es vermutlich auch bleiben.
Das einzige, was für den Flugfall mit unseren Mitteln möglich ist, über die Messung der Horizontalgeschwindigkeit den Widerstand und damit den zugehörigen Schub zu bestimmen. Darüber habe ich vor kurzem berichtet.
_____________________________

Nun noch etwas für alle!

Mein Bericht könnte den Eindruck erwecken, das ich das Rechnen favorisiere. Dem ist nicht so. Allerdings kann man mit Rechnungen sehr schnell Zusammenhänge aufzeigen und klären, hoffentlich.

Ich hatte vor Jahren das Glück, einen alten Herrn aus dem Entwicklungsteam der HORTENbrüder kennenzulernen. Der sagte mir mal: "Rechen Sie nicht so viel, bauen Sie, fliegen Sie und testen Sie!" Ich möchte hinzufügen: ....und habt viel Freude dabei!
Das ist mein Grundsatz
Gruß und tschö wa, Hans..
 
Hallo Fans,

Peter K. hat mich auf eine Unstimmigkeit hingewiesen: „Die Strahlgeschw. frei blasend und im Kanal sind gleich groß“.

Ich habe daraufhin alles überprüft und bin fündig geworden. Der Impeller-Ring-Querschnitt war falsch.

Richtig muss es heißen:
C4 hinter dem frei blasenden Impeller beträgt 69 m/s. Damit wird die Strahlleistung Pstr = 603 W und der Gesamtwirkungsgrad 0,54.
Es ändert sich somit auch der Einbauwirkungsgrad in den Kanal, er beträgt 0,7.
Der Gesamtwirkungsgrad ändert sich nicht, 0,38!

@ Peter, danke, dass Du genau hingesehen hast.
Die Querschnitte sind folgende:
< Einlauf ~ 150% des Imp-Querschittes.
< Kanal bis zum Impeller ~ 260%.
< Impeller ~ 100%.
< Düsen ~ 100%.
Die Bilder des Kanals kommen später.

Und nun für alle Jecken Alaaf und Helau!
Gruß und tschö wa, Hans.
 
Hallo Hans,

heute ist doch Weiberfastnacht und dann so`n ernstes Thema. Du kennst doch sicher das kölsche Grundgesetz.


Artikel 1: Et es wie et es.

("Es ist wie es ist.")


Und ein Bild dazu habe ich auch. So sieht die Mig zur Zeit aus. Das lag bestimmt am Wirkungsgrad.;)




Alaaf und Helau, Rüdiger
 

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Hallo Rüdiger,
der zweite Artikel in Köln/Rheinland:
Et kütt, wie et kütt! Auch beim Fliegen.

Alaaf nach Rangsdorf, Hans.
 
Bilder

Bilder

Hallo alle zusammen,

Anbei wie versprochen die Bilder von den Kanälen... bei Fragen, fragt einfach!

Gruß und tschö wa, Hans und Florian (der für Hans die Fotos Hochgeladen hat)
 

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