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Titolo: Come fare uno stampo e con che resina riempirlo?

Sto raccogliendo tutto il materiale necessario per fare un generatore
eolico.
Visto che le pale devono essere perfettamente bilanciate avevo
intenzione di farne una di legno, poi farmi lo stampo e quindi crearle
tutte uguali (2 o 3 devo ancora vedere).
Una volta fatto la pala in legno pensavo di ricoprirla di domopack
alluminio, fare una cassa, infilarci cemento (o gesso?) liquido fino a
metà cassa, mettere la pala con il domopack, stendere il domopack su
tutta la grandezza della cassa e coprire anche l'altra metà. Ad
indurimento avvenuto dovrei avere il mio stampo.
Quando voglio poi fare le mie pale buttare della resina nello stampo
ed aspettare che solidifichi.
Ora vorrei chiedervi
Se la costruzione dello stampo in questo modo va bene o se avete
qualche suggerimeto.
Quale tipo di resina mi conviene utilizzare? La resina poliestere mi
sembra d'aver letto qui, che se ci sono molte vibrazioni non va bene,
la resina epox non ho capito bene cos'è, la epossidica nemmeno, la
fibra di vetro non ho capito se è solo in fogli o anche liquida...
quale/cosa mi consigliate di utilizzare? La struttura dev'essere più
resistente possibile ma allo stesso tempo più leggera possibile. Le
pale saranno 1 - 1.5m l'una.
Grazie

 pale saranno 1 - 1.5m l'una.
cambia sistema.
Di solito queste pale hanno sempre un'anima in legno o in alluminio
rivestite da uno strato di epossidica e fibra di carbonio + un
ulteriore trattamento esterno che deve conferire durezza superficiale.

 ha scritto nel messaggio 
news:a747921d-328f-4b51...@41g2000hsy.googlegroups.com...


 ulteriore trattamento esterno che deve conferire durezza superficiale.
Kavolo... ma non diventano troppo pesanti?

 Kavolo... ma non diventano troppo pesanti?
non direi; il linea di massima non e' quello comunque un grosso
problema visto che il sistema deve risultare centrato e quello che
cambia aumentando il peso e' l'inerzia del sistema rotore. Da quel
poco che ne so, nel laboratorio dove lavoravo prima c'era un gruppo di
ricerca che studiava le pale sia per sistemi verticali che orizzontali
ed ogni tanto sbirciavo, la cosa piu' problematica in assoluto sono le
sollecitazioni meccaniche sia statiche che a fatica, il resto
diventano requisiti minori.
ciao!

 diventano requisiti minori.
Si però a questo punto ritorno al primo problema... come faccio a fare
2-3 pale uguali bilanciate col legno? Io volevo fare lo stampo proprio
per avere pale perfettamente uguali e quindi bilanciate.
mmm
Allora faccio la mia prima pala in legno, l'infilo nel gesso e gli
spalmo sopra metà la resina, poi la tolgo dal gesso e faccio l'altra
metà. Ho visto che questo è il sistema per fare gli stampi a
"guscio" (tipo due metà degli ovetti kinder). Questo sarebbe
sufficiente per la colata unica. A questo punto invece adopero questi
stampi per fare due gusci che saranno l'esterno delle pale, poi
all'interno ci metto qualcosa, ma legno è impossibile come faccio a
farlo sempre uguale... e riempirlo di poliuretano potrebbe funzionare?
(non so che costi abbia... forse troppo caro?) oppure riempirlo di
qualche altra cosa... suggerimenti? Ci vorrebbe del legno liquido che
poi solidifichi :-)
Ciao

 per avere pale perfettamente uguali e quindi bilanciate.
Costruire delle pale d' elica in vetroresina è il sistema più dispendioso
e difficile per un dilettante a cui è sufficiente un rotore solo.
Meglio direttamente in legno, visto che sai progettare e costruire una pala.
Se lo sai veramente, costruirai la seconda pala come la prima, e la farai
dimensionalmente esatta utilizzando le dime di controllo del profilo e del
passo che avrai dovuto utilizzare per la prima pala.
D' altronde, una comune elica bipala in legno per un motore aeronautico
è composta da 2 pale, e viene costruita lavorando ciacuna pala in modo
eguale all' altra.
I problemi nel tuo caso sono altri, quali il mozzo e la possibilità di
variare il passo per ottimizzare il rendimento.
Se ti può essere di aiuto,  replico un estratto di un mio vecchio post
sull' argomento rotori per aerogeneratori.
Cordialità.
                   Paul
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Se è stata determinata la velocità media del vento, e questa risulta
migliore all' incirca di 5 m/sec, si può proseguire il progetto
d' impianto con il calcolo di un rotore ad elica.
Riassumo brevemente i principali dati caratteristici di un' elica :
- diametro
- passo
- forma in pianta della pala
- numero delle pale
- lunghezza di corda
- profilo della pala
Analizziamoli  uno alla volta (così non ci viene il mal di testa), con
l' avvertenza, per i più pigri, di paragonare la singola pala dell' elica
ad un' ala di aeroplano, con la quale ha molte attinenze.
- Diametro: è la cosa più facile a determinarsi, perchè basta
applicare la formula della potenza estraibile dal vento, dopo aver
inserito i dati della velocità media e della potenza che vogliamo ricavare.
Esempio: con un vento di 5 m/sec, e la richiesta di 150 Watt
disponibili al mozzo dell'elica (che sono quelli che faranno girare,
tramite la trasmissione, l' alternatore), il risultato sarà di 2,62 mt.
(Vedere i precedenti post per la formula).
Questo per un' elica bipala. Un' elica tripala a parità di potenza avrà
un diametro minore, ma anche una velocità di rotazione più ridotta.
Sceglieremo perciò l' elica a due pale, per avere rapporti di trasmissione
all' alternatore più bassi.
- Passo : è l' avanzamento che fa l' elica nella direzione di moto in una
rotazione completa. (Immaginate l' elica come una vite che si impana
in un foro filettato; un giro completo della vite determina un avanzamento
che è proprio il passo della vite stessa). In effetti l' elica gira non in
un materiale solido, come la vite nel metallo, ma in un fluido compressibile
ed espandibile come l' aria, e perciò in realtà avanzerà un po' di meno
del suo valore nominale di passo.
La differenza tra il passo teorico e quello reale si chiama regresso.
Inoltre l' elica, quando ruota ad una certa velocità, ha in tutti i punti la
medesima velocità angolare. Non altrettanto costante è la velocità
periferica di ciascun punto lungo la pala, che aumenta dal mozzo
verso l' estremità.
Incrementando tale velocità, cambia di conseguenza anche il valore della
spinta aerodinamica prodotta nelle varie sezioni della pala, nel senso
che aumenta dalla radice della pala verso l' estemità.
Sino ad un certo punto, però, perchè oltre, a causa dell' inclinazione
costante della pala, il profilo dell' elica andrà in "stallo", cioè si avrà
una brusca caduta della spinta.
Con l' inclinazione costante della pala rispetto al vento, cioè, un solo
punto della pala lavorerebbe in condizioni ottimali, avendo i punti
più vicini al mozzo che producono una spinta inferiore, e quelli
più esterni, vicini all'estremità, che lavorano in condizioni di stallo
e quindi di spinta quasi nulla.
Per questa ragione, l' angolo d' inclinazione del profilo della pala deve
essere diminuito progressivamente dal centro di rotazione all' estremità,
cioè deve essere svergolato. E' questa necessità che dà all' elica quella
sua tipica forma caratteristica, che peraltro si ritrova anche nelle eliche
marine, nelle pale dei ventilatori, nelle turbine ecc.
Diametro, passo, numero dei giri di un' elica sono interconnessi e
determinano le condizioni di lavoro della stessa.
Se prendiamo a riferimento il gruppo elica-motore di un aereo,
ad esempio, si scoprirà facilmente che, in base alle condizioni di volo,
sarà utile poter variare il passo dell' elica : basso per la salita in
quota, più alto per la velocità di crociera, ancora più alto
per la velocità massima.
E' più o meno la funzione che ha il cambio di velocità delle automobili,
con il quale si adatta un certo regime di giri motore alle condizioni
di carico.
Meglio ancora se ci sarà un dispositivo automatico che varierà
automaticamente il passo in funzione di un determinato regime di
rotazione del motore (elica a passo variabile a giri costanti).
Per i rotori eolici, è più o meno la stessa cosa, solo che l' elica, anzichè
essere condotta dal motore, fornisce potenza all' albero.
Ecco perchè i rotori eolici ad elica più sofisticati hanno un dispositivo,
realizzato in vari modi, per variare automaticamente il passo in funzione
della velocità del vento.
Un passo minore consentirà un avviamento con venti più leggeri, e mano
a mano che il vento aumenterà, la crescita del valore di passo consentirà
di "scaricare" sul carico (cioè il generatore di corrente), la massima
potenza possibile. Se per caso il vento dovesse assumere intensità
insostenibili, un ulteriore aumento del passo porrebbe l' elica in
condizione di spinta quasi nulla (elica in bandiera).
Per semplicità meccanica, ci si dovrà accontentare, almeno per la prima
realizzazione, di rotori a passo fisso.
Comunque calcolare il passo per un' elica eolica è abbastanza difficile
da determinare a priori, se non altro per l' incognita della velocità
ottimale del vento, ed in ogni caso è bene poter prevedere
degli aggiustamenti del valore di passo da potersi eseguire con l' elica
già installata.
Per questo, è meglio di tutto fabbricare delle pale singole, da fissare
meccanicamente al mozzo tramite viti e dadi con un sistema che permetta
degli aggiustamenti (ad esempio con fori asolati su flangia e controflangia
accoppiate con viti passanti).
In sede di costruzione, peraltro, si potrà  fissare un certo svergolamento
fisso: ad esempio, dal mozzo all' estremità, si potrà diminuire l'
inclinazione della pala di un valore tra 10 e 15 gradi circa, che sarà
più che sufficiente per la maggioranza delle condizioni di lavoro.
- Forma in pianta della pala: come un' ala di aereo, può avere molte
forme,  rettangolare, rettangolare ad estremità raccordata, trapezioidale,
ellittica, con varie curvature a piacimento.  Ognuna ha
vantaggi e svantaggi, ma se vogliamo la massima semplicità
adotteremo quella rettangolare, che è più semplice da costruire, oppure
leggermente trapezioidale, cioè con la corda (vedere più avanti) vicino
il mozzo un po' più grande di quella all' estremità della pala.
Questa seconda forma ha il vantaggio, rispetto alla prima, di avere un
rendimento leggermente più elevato, perchè produce meno resistenza
indotta dai vortici di estremità (è lo stesso caso delle ali degli aerei,
che in genere hanno pianta trapezia, sebbene non manchino casi di ali
perfettamente rettangolari, costruite per lo più per semplicità
costruttiva).
- Numero delle pale :  per i motivi  già spiegati  in  precedenti post,
 ne adotteremo due; (ricordate ? Minore è il numero delle pale, maggiore
 è la velocità angolare con la quale girerà con un vento dato).
- Lunghezza di corda e profilo della pala : ricordando che nelle eliche
la corda è la larghezza delle singole pale, ed il profilo è la forma che
ha la sezione della pala secondo la direzione normale all' asse della pala
stessa e parallela alla lunghezza di corda (mi seguite ?), bisogna dire
che questi due parametri sono legati costruttivamente l' un l' altro.
Una corda piccola (cioè una pala di forma stretta ed allungata), avrà
un piccolo spessore, che sarà più difficile da costruire, anche se più
efficiente.
Ma come si determina la lunghezza di corda ?
Per non annoiare troppo con formule e concetti teorici, che permettono
di determinare, (dato un certo diametro delle pale,  il numero delle stesse,
e la velocità del vento), il valore della superficie delle pale, e quindi di
conseguenza anche quello della corda, (peraltro a disposizione
per i più curiosi), ho già calcolato la lunghezza di corda nel caso
preso ad esempio (cioè velocità del vento di 5 m/sec e diametro 2,62 mt,
 2 pale), la lunghezza di corda, che viene  20 cm, adottando
una forma di profilo piuttosto spessa, che è più adattabile
alle varie condizioni di lavoro, e che ci tornerà utile per costruire
facilmente la pala e poter inserire nella stessa un longherone
di rinforzo al quale fisseremo anche la flangia d' unione al mozzo.
Se si vuole che la forma della pala sia trapezioidale, in maniera da
aumentare leggermente l' efficienza e favorire l' avviamento
del rotore a bassa velocità, basta scegliere il valore di corda
più vicino al mozzo, e con la formula dell' area del trapezio calcolare
di conseguenza quella, leggermente più ridotta, all' estremità.
Per quanto riguarda il disegno del profilo, ci sono pronte apposite
tabelline, conosciute tra l' altro dagli aeromodellisti, che permettono
di disegnarlo in qualunque scala possa servire.
Per i curiosi, ho adottato (o meglio scopiazzato) un profilo NACA 4421,
piano convesso a forte spessore, avente uno spessore relativo del 21 %,
il che fà per la nostra pala, di 20 cm di corda, uno spessore max
della stessa di  40  mm.
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> per i più curiosi), ho già
Annoiaci pure, altrimenti come la costruisco la pala?
:-)
Di vento da me ce n'è veramente poco, ma non ti dico nemmeno quanto
altrimenti non mi "parli" più, ma volevo ugualment fare il tutto come
hobby. Spero con un'elica di diametro 3m di riuscire a generare in
modo costante circa 50W. Ripeto che lo faccio solo come hobby
altrimenti lo so anch'io che non ne vale la pena... è per vedere se ci
riesco tutto qui...
Ciao

 :-)
Mi sembra un argomento troppo specifico e di dettaglio per
svilupparlo sul NG.
Se ti interessa questo ed altro relativamente agli aerogeneratori,
puoi trovare un sacco di informazioni su : "L' energia eolica"
di Paolo Cella - Longanesi Editore.
Cordialità.
                Paul

 Ciao
a parte il consiglio di paul che e' certamente la strada migliore, la
cosa che potresti provare e' creare dei gusci rivestendo l'interno
degli stampi con dei fogli di fibra di carbonio preimpregnati di
epossidica da incollare poi tra loro e riempire con una schiuma
poliuretanica. Il mio dubbio, a parte la qualità del lavoro, resta
comunque nei calchi di gesso che probabilmente potrai usare una sola
volta.

 Cordialità.
1000 grazie. Vedrò di procurarmelo l più presto!

 volta.
Certo. Quello serve solo per creare il vero calco in fibra. I due
gusci in fibra di vetro (o quello che utilizzerò) che creo con quel
sistema li utilizzerò per fare l'esterno delle varie pale

 di Paolo Cella - Longanesi Editore.
E' questa?
L'energia eolica : guida base per ottenere energia economica dai
mulini a vento e dai generatori eolici / di Paolo Cella. Cella,
Paolo.
 Milano : Longanesi, 1979.
 188 p. ill. 23 cm
 La vostra via
1979? è comunque attuale?

cestino ha scritto:

al piu' saranno migliorati materiali e componenti. non mi risulta che da 
allora i principi di funzionamento siano cambiati
Paolo

 allora i principi di funzionamento siano cambiati
OK