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Schubkraft auf Windkraftanlage mit Betz schätzen


CC-BY-NC-SA 3.0

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die Schubkraft auf eine Windturbineschätzenmithilfe von BezGroßmann Situationstelle mir wie üblich Betz vor das heißt die Luft kommt hier so in einem kleineren Schlauch ander sich dann dehntbeim breiteren Schlauch geht die Luft wegund nunals Hilfsmaßnahmenstelle ich mir folgendes vorsicher Rauchzeichenrein setzebevor sie haben Anlagedie ihnen erlaubteinmal pro Sekundeso ganzeReihe hier an Rauchwölkcheneinzusetzenkönnte ich es ohne Batterie an Rauchgeneratorenin die Luft reinsetzen und dann einmal pro Sekunde die jeweilseinen Rauchstoß ausgeben lassen Beistrich es gratis auch Schluss ausgegebendass es bisher näher gewesendas wandert schon weiter mit dem Wind ?? Geschwindigkeit V eins die ungestörte Windgeschwindigkeitam Anfang wandern diese Rauchwölkchenwas eine pro Sekunde weitermit der Geschwindigkeit V eins die wir habenwas wird jetztwenn die Anlagedie Turbine das sich von Wirbeln würdewas wird passierenwir hier ankommenwerden die Abständezwischen diesen Rauchwölkchenvon links nach rechts die Abstände werden die breiter oder werden die Engel haben wir zu Turbine hinkommendiverse Hänger eines einmal zum Rauchsignal pro Sekunde istLanxess einmal pro Sekundeden Song auch Signal ausgesandtmuss es hier auch ?? pro Sekunde einmal seinkann ich plötzlich zwei ?? pro Sekunde sein wo soll das herkommen des kanonischen Komma fünfmal pro Sekunde sein wo soll die anderen bleibenes muss einmal pro Sekunde immer dann dieses Rauchsignalsein sein welche mal?? Anführungszeichen aufSignal dass man Idee kriegt und ich aber pro Sekundein Zeitabstand Tälern am rechten schöner Formeinmal pro Sekunde und einmal zehn Sekundensie was entsprechend engerdiese Wenigkeit jährlich genannt V Beistrichist kleiner deshalb müssen die enger beisammen liegen und hieram Endeist er im Modell nach Betz die Geschwindigkeit noch kleiner derartig V zwei genanntunddiese Rauchzeichen sozusagen müssten noch eng aneinander liegenkönnen ?? angeben wie weit liegenden auseinander wenn sie ein Foto machenvon der Luft mit ihrenweißen Rauchzeichen drin sie machen ein Foto wie weit die wir die Rauchzeichen davon auseinander über den sie da auseinanderliegen sie hier auseinanderinso will ich diese Geschwindigkeit mal die Zeit natürlichwenn sie sagen jede Sekunde so an Rauchzeichenundihr Wind kommt hiermitvielleicht sieben Meter pro Sekunde an die nächste Sekunde setzen es Rauchzeichendann ist es Rauchzeichen davor sieben Meter weiter?? als Matheund Internet ?? sprechen Beistrich mal Tee und sprechen von zweimal die nach Betz wäre das hier also zwei Drittel der Abstand von den ganz vorne den West ein Drittel von dem Abstand den man da ganz vorne ??es ist dieselbe Masse an Lufthat diese Masse an Luftmuss dann auch wieder dieser Masse an Luft seines wird schmaler sozusagenaber dafür wird es wenn Sie so wollen höherder Druck bleibt ungefähr gleich nicht ganzungefähr gleichschmal aber dafür höherund das musste Selma sanft sein wie hier zwischen zwei ?? Und-ZeichenLuftpaketeimmer höher werden und immer schmaler werden das wäre meine Vorüberlegungenund jetzt wollt ich eigentlich mal auf die Schubkraftdie Kraftdie auf die Turbineausgeübtwird vom Wind in Windrichtungich nennt immer ganz einfach Fversüßen sie jetztüber die in äh diedie so ein Paket verliertund die Schubkraftaus kann man jetzt darüber sagenich sageäh ist derEnergieverlusteines solchen Paketsoder EnergieabgabeverlustEnergieabgabeeinesPaketsvon dieser Art alsoauch Zeichen RauchzeichenMasse Luft dazwischenwas wissen Sie darüber jetztdie Energieabgabeseines Pakete kommt ein Paket ansoundsoviel Metermessen wir tief sozusagenbreit soundsoviel Meterwas wissen wir jetztdarüber wie viel Energie dieses Paket an die Turbine abgibtsiekönnenKraft malWeg nehmen tatsächlich diese Kraft die Schubkraftmaldiese Breite eines WindpaketstatsächlichFmalFrau Beistrich mal Tdiese Kraftdie der Wind auf die Turbine ausübt die Schubkraft ?? sein die Kraft der Wind in Windrichtung auf die Turbine ausübtdiese Kraft fragt zugleich ?? Reaktionskraftgleich Gegenkraft diese Kraft muss ja umgekehrtauchauf diesesLuftpaketwirkenund was beziehen sie bei den Luftpaketsdes bewegt sichüber diese Strecke Beistrich mal Teegegen diese Kraftbin ich dann bei dieser Gleichung hier absurderweisegleich Beistrich maltedass die Ernährung die ich geistig mache ist dass diese Turbine einigt eine Scheibe spricht man nicht das man unter die Erde eine Scheibe sondern die Turbine Sunscheibedie näher und ich gedanklich mache ist dass diese Turbine nur eine Scheibe ist ein unendlich dünne Scheibeund jetzt kommt mein Luftpaketan so Komma Luftpaket anwenn es so ist ?? verrichtet dieses Luftpaket noch keine Arbeit an der Turbineirgendwanntrifft es auf die Turbinewandert durch die Turbine durch so sieht das dann aus und verrichtet Arbeit an der Turbineund dannist es hinter der Turbine und verrichtet keine Arbeit mehr das ist das gedankliche Modell es ist natürlich total krudeaber lassen zu die Ideen Dieter Betz stecken hier kommt ein Luftpaket ankeine arbeitete noch vor der Turbinedann ist es in der Turbinejetzt verrichtet es Arbeits und Renten ist es hinter der Turbinerichtet keine Arbeit mehr was mich jetzt also interessiert ist folgendesdiesesPaketübt eine Kraft auf die Turbine ausspürt die entsprechende Gegenkraftdieses Luftpaket spürt diese Kraft und bewegt sich dabei über seine breiteTasse Kaffee abgeschaltet zu sein ist die Kraft abgeschaltetist trifft auf die Turbinen wird die Kraft angeschaltetspürte Kraft über diese Wegstreckeund dann ist es wieder abgeschaltetinsofern tatsächlich die SchubkraftmaldieBreite Komma so will die Dicke so eines Luftpakets das musste raus Komma dass es die Energiein dieser simplen RechnungEnergie die so einenLuftpaketabgibtan die Turbine untertaucht dann lustigerweise die Schubkraft aufwenn jetzt die leistunggegebenesaber eine Chance das ausrechnenvon Skizzen im wegwenn die Leistung gegeben ist ?? kann ich jetzt sagen okay was ist denn die Arbeit wieder verrichtet wird die Leistung mal die Zeitdie dieses Paket durch die Turbine läuftwenn ?? perfekt Maschine ausgehen natürlichhabe ich da Leistung mal die Zeit und ich kann diese Geschwindigkeit hier bestimmen aus der Leistungaus Dresdner Betz zwei drittel mal die ungestörte WindgeschwindigkeitV einsund V eins können Sie aus der britischen Formel bestimmen?? ich hab mir am Rand dran Bellsgeschätzt jetzt eben alles nach Betz mangels anderer Annahmenmachte das Paar geradewas kriegen sie raus fürdie Schubkraftdie Schubkraft ausgedrückt mithilfeder Leistungund der Fläche?? wenn sie auflösen ?? das maljemand ist gleich Schubkraft bei zwei drittel V einsmal Lebenssinn auflösen sind das groß T ausfälltund etwa die Schubkraftist viel Leistungdurchdiese Geschwindigkeithier zwei drittel V eins also drei halbeV einsdas war der Teildes möchte ich aber diese Windgeschwindigkeit?? noch loswerdenmöchte als mit der Leistung ausdrücken oder drücken Sie der unten ihre Windgeschwindigkeitmit der Leistung aus was haben wir wir haben Leistung nach Betz ist ein halb malsechzehnsieben ZwanzigsteldichtequerschnittsflächeV eins hoch dreidass sie sich dauernd nein es wird fürchterlich werdenKomma ?? Babette Smith in Kürze ?? bei sechzehn zwanzigster einen mal acht sieben zwanzigstens?? ganz so schlimmjetzt sich auf beiden Seiten die dritte Wurzel offensichtlich V eins ich haben auf beiden Seiten die Wurzel des ?? ist die dritte Wurzel aus der Leistungist die dritte Wurzel aus acht sieben zwanzigste was man sie damit?? zwei drittel zweiunddreißigacht dreiunddreißigzwanzig glücklicherweise hinsichtlich eines Weg deswegenmal die Dichte mal die Fläche in der dritten Wurzel jetzt da muss ich ?? ausbilden und hier ist V einssowieso schon etwas freundlicheralso was weiß ich V einsals Ring alles nach links was ist V eins ist also die dritte Wurzel aus der Leistungmal drei halbe ?? und geteilt durch die dritte Wurzel aus Dichteoder Kreisflächedie beiden ?? gebrachtdas kann ich jetzt einbauenKuddelmuddelokay das ist also drei halbe Leistungund unten steht jetzt drei halbe die dritte Wurzel aus der Leistunggeteiltdurch die dritte Wurzel aus dichte Rotorkreisflächeund erstaunlicherweisewird es dann relativ simpel nicht drei halbe halbe ?? geht weg was man sie hiermit Leistung durch die dritte Wurzel der Leistungalso BO zwei Drittelund der Kopf nach oben ich teile im Nenner durch die dritte Wurst das Rohr mal pro ??Sensoren sieht's sinnvoll aus sich die dritte Uhr zusammenA hoch ein Drittel der sieht irgendwiesymmetrischer aus der DB auch zwei drittel so das wir also meine Schätzungein optimaler roter und so weiter bishin will ich das für dich ?? schätzt die Leistung ?? zwei drittel mal dichte oder geistliche hoch ein Drittelpaar Zahlen angegebenzum Beispieljetzt mal grob schätzen was wäre das für ein Jahr pro Durchsageacht MegawattundDurchmesserhundert dreißig Metergroße Maschinekriege ich jene Schubkraft vondas über Taschenrechner als ungefähr ein Mega Newtondas erwarte ich über den breiten Daum für so eine Anlageals die Gewichtskraftaufhundert Tonnenhundert Kubikmeter Wasser jetzt aber quer wirken sozusagen in der Gewichtskraftals SchubkraftnichtRichtung Erdboden wirkendwas man jetzt darüber liegen könnte?? eigentlich Vorbild aber bisschen zu viel was man sich überlegen könnte wäre folgendes ?? jetzt wissendass diese Anlagehier eine Kraftertragen muss von einigen Minuten und wenn sie es wissen ?? Tonnen Masse das Maschinenhaus mit Rotor wenn sie wissen wie viel Tonnen Masseder Turm hat für Tonnen Masse das Fundament hat könnte man jetzt auch ausrechnenaus Aufgabe wenn Sie wollen wird man es auch ausrechnenwas der Radius von dem Fundament ist damit das einfach so auf dem Boden stehen kann wenn Sie also die Windturbine nicht in den Boden verankert habendann einfach quasi auf den Boden stellen können Sie es ausrechnen wie groß der Radius vom Fundament sein muss wenn Sie hier die üblichenGrößenordnungenfür die Massen von verschiedenen Komponenten annehmen?? Maschinenhauszum Beispiel sechs hundert Tonnenund der Turm drei tausend Tonnenerstmals Zylinder angenommen besser nicht Zylinder das aber schon angeguckt er sich zu so wenn sie als Zylinder annehmendass er oben genausodickes wie unten einfachheitshalberNissan unten Fundamenteiner ?? Scheibewas auch nicht stimmtoder CD wenn diese Angaben hat könnte man auch noch berechnenwie groß unten das Fundament diese Scheibe sein muss damit die Anlage nicht umgibtwäre so eine erste Idee hat wie man sich überlegen kann unserem Fundamentin die Breite gehen musskönnte auch in die Tiefe gehenmacht man dann ja auf sie dass man in die Tiefe geht's auf Land gibt mir typischerweise eher in die Breite