Sonntag, 5. Juni 2011

Teil 3: Geschwindigkeitsprofil

Sobald der Windkanal vollständig zusammengebaut war, probierten wir aus, ob der Gleichrichter funktioniert. Dafür erstellten wir ein Geschwindigkeitsprofil mit und ohne Gleichrichter.  

Messung mit Gleichrichter

Messung ohne Gleichrichter
Die Durchschnittsgewschwindigkeit ist ohne Gleichrichter deutlich höher (12.22m/s im Vergleich zu 8.16m/s). Der Gleichrichter soll aber hauptsächlich für ein gleichmässiges Geschwindigkeitsprofil sorgen. Um dies zu überprüfen, berechneten wir die Standardabweichung des Mittelwerts. Dieser beträgt mit bzw. ohne Gleichrichter (8.2±0.1)m/s bzw. (12.2±0.3)m/s.

Wie erhofft ist der Luftstrom mit dem Gleichrichter deutlich gleichmässiger. Überraschend ist, dass die Geschwindikeitsverteilung mit und ohne Gleichrichter sehr unterschiedlich ist. Mit Gleichrichter werden die höchsten Werte rechts (in Windrichtung) und die tiefsten in der Mitte erreicht, dies könnte sich mit der Drehrichtung/dem Aufbau des Rotors erklären. Ohne Gleichrichter dagegen werden in der Mitte die höchsten Geschwindigkeiten erreicht, was die Theorie mit der Drehrichtung des Rotors abschwächt.

Der Gleichrichter soll aber nicht nur für ein gleichmässigeres Geschwindigkeitsprofil, sondern auch für einen linearen Luftstrom ohne Wirbel sorgen. Um diess zu testen, nutzten wir die Nebelmaschine. Das Strömungsbild ist mit Gleichrichter viel gleichmässiger als ohne, der Gleichrichter bewährt sich also. Wir entschieden uns deshalb, den Gleichrichter für alle Experimente zu verwenden, da ein gleichmässiges Geschwindigkeitsprofil wichtiger ist als eine hohe Geschwindigkeit .

Der Windgeschwindigkeitsmesser verfügt über einen relativen Fehler von ±5%. Zur Vereinfachung haben wir diesen in der Berechnung der Standardabweichung vernachlässigt, da wir über mehr als 10 Messungen verfügten. Das Vertrauensintervall sollte also etwa bei 68% liegen. Alle Messwerte wurden in m/s angegeben. In der Mitte des Windkanals war es nicht möglich, am höchsten Punkt eine Messung auszuführen.