schalen anemometer rotor? anemometer wirkungsgrad?
Hallooo, ich muss für die Schule einen Steckbrief über Schalenanemometer machen. Ich finde aber so gut wie garnichts darüber, deshalb hoffe ich das ich hier ein paar Experten erreichen kann. Könntet ihr mir bei folgenden Punkten bezüglich des Schalenanemometers helfen???
-Flügel- bzw. Rotor- Material
-typischer wirkungsgrad
-antriebsprinzp (Auftrieb/Widerstand)
2 Antworten
-Flügel- bzw. Rotor- Material:
Meistens Aluminium, teilweise auch Stahl, bei extrem billigen Anemometern auch schon mal Kunststoff.
Vorteile Alu:
- lässt sich sehr gut tiefziehen und die Kalotten damit einfach formen;
- ist stabil,
- ist eloxiert sehr gut seewasserfest (geringe Korrosion)
- ist leicht und hat damit eine geringe Trägheit, sodass der Rotor auf Änderungen der Windstärke sehr schnell reagieren kann.
-typischer wirkungsgrad:
Darüber gibt es keine Angaben, da ja keine Leistung erzeugt werden soll. Maßgeblich für die Qualität sind eher die Genauigkeit sowie das Ansprechverhalten bei sehr geringem Wind.
-antriebsprinzp (Auftrieb/Widerstand)
Kalotten (Hohlhalbkugeln) haben extrem unterschiedliche Luftwiderstandskoeffizienten je nach Anströmrichtung. Hier die Luftwiderstandsbeiwerte verschiedener Formen:
Eine Kalotte hat den höchstmöglichen Luftwiderstand, wenn sie in die Öffnung angeströmt wird und einen niedrigen ähnlich einer Kugel, wenn sie von Außen angeströmt wird. Die Differenz der Luftwiderstände bewirkt, dass sich der Rotor immer in Richtung der Wölbung dreht, egal aus welcher Richtung er angeströmt wird.
Der hohe Luftwiderstand bei Anströmung in die Öffnung kommt dadurch zustande, dass sich hinter der Kalotte starke Wirbel bilden, in denen eine hohe Strömungsgeschwindigkeit herrscht.
Gemäß Bernoulli sorgt das für einen Unterdruck. Der Staudruck in der Öffnung und der Unterdruck auf der Rückseite führt dann zu der Kraft, die den Rotor antreibt.
Nebenbei: nach dem
Um aus der Rotordrehzahl eine Anzeige für den Wind zu machen, gibt es prizipiell zwei Möglichkeiten:
1) mechanische Anemometer:
Hier ist der Rotor im Inneren des Gehäuses mit Permenantmagneten verbunden, die über einer Metallscheibe kreisen. In der werden dadurch Wirbelströme erzeugt und sie möchte sich mitdrehen. Das verhindert aber eine Feder. Je schneller der Rotor rotiert, umso stärker wird die Metallplatte ausgelenkt. VorteiL man braucht keine elektrische Versorgung. Das Prinzip wird vor allem bei älteren Handanemometern verwendet.
Nach demselben Prinzip funktionieren auch mechanische Tachometer.
2) Elektronische Anemometer: der Rotor treibt einen kleinen Generator an, dessen erzeigte Spannung gleichgerichtet und dann auf einem Voltmeter angezeigt wird. Diese Anemometer sind bsonders gut für eine Fernanzeige geeignet. Da kann der Rotor und das Anzeigegerät an verschiedenen Stellen stehen und beide werden über Kabel verbunden.
Rotormaterial oft Edelstahl oder Aluminium
Genauigkeit ca 0,5m/s …. Deutlich abnehmend bei kleinen Windgeschwindigkeiten
Prinzip: Luftströmung staut sich beim Schalenradanemometer in den Schalen und die Druckdifferrenz zwischen Vorder- und Rückseite treibt das Rad, beim Flügelrad sind es die umströmenden Kräfte, die das Rad antreiben… sieh auch:Windrad
Nee, sorry, Wirkungsgrad ist eine energetische Größe,
ETA = Energie—raus/Energie—rein…… oder Leistung—raus /Leistung—rein…..einen Wirkungsgrad bei Meßgeräten zu formulieren finde ich etwas gewagt, denn im Idealfall solle sie keine Leistung verbrauchen. Nach meiner Ansicht hat der Begriff Wirkungsgrad hier keine Relevanz. Eher ist die Frage nach der meßgenauigkeit von Bedeutung. Anemometer sind keine absoluten Instrumente wie z.B. ein Voltmeter. Anemometro werden kalibriert, d.h. man baut ein solches Gerät (oder eben ein Baumuster), stellt es in eine definierte Strömung (Windkanal) und vermißt dann die Kennlinie. Es gibt nicht unbedingt die strenge Beziehung zwischen Anströmung und Drehzahl, deshalb muss kalibriert werden….. ….
vielen vielen dank. zum wirkungsgrad weißt du zufällig nichts??