Kraft berechnen Ventilator

phytim · Gast

Meine Frage:
Hallo zusammen,

ich habe mich gefragt, wie man berechnen kann mit welchen Parametern ein Ventilator arbeiten muß um eine bestimmte Masse zum schweben zu bringen?!

Beispiel: Ein Mensch mit 100 kg soll über dem Boden schweben, dazu soll ein Ventilator verwendet werden. Welche Drehzahl oder Volumenstrom oder sonstiges braucht er?

Meine Ideen:
Benötigte Kraft: m * g = 100 kg * 9,81 m/s² = 981 N

Dann vielleicht den Kraftstoß berechnen?!

p=m*v??

dermarkus · Administrator Anmeldungsdatum: 12.01.2006 Beiträge: 14788

Darf man ein Seil verwenden?

Oder soll das so funktionieren wie bei Karlsson vom Dach, oder wie bei einem Hubschrauber?

Soll der Ventilator irgendwo an einer Decke oder an einem Boden oder so fest befestigt sein? Soll der Mensch am Ventilator befestigt sein, oder soll er vom Luftstrom des Ventilators nach oben gezogen oder nach oben gepustet werden?

phytim · Gast

ich dachte da eher an ein ventilator auf dem rücken, also das hubschrauberprinzip.
der luftstrom soll ihn nach oben vom boden weg pusten

dermarkus · Administrator Anmeldungsdatum: 12.01.2006 Beiträge: 14788

Ui, dafür bräuchtest du aber heftig viel Luftstrom. Das macht man meines wissens nicht mit einem Ventilator, sondern eher mit dem Prinzip Rakete. Vielleicht findest du da etwas unter dem Stichwort Raketenmann, ich glaube, es gibt ein paar Stuntmen, die es gewagt und geschafft haben, solche Teile zu kontrollieren.

phytim · Gast

nach welcher grösse müsste man denn hier suchen?
der volumenstrom?

dermarkus · Administrator Anmeldungsdatum: 12.01.2006 Beiträge: 14788

Sowas in der Art. Ich würde da einfach mit einer Form des Impulserhaltungssatzes rangehen: Es muss so viel Luftmasse pro Zeit mit so hoher Geschwindigkeit nach unten weggepustet werden, dass der Körper mindestens so stark nach oben beschleunigt wird, um die Erdbeschleunigung auszugleichen.

Kannst du mit so einer Art von Ansatz schnell abschätzen, warum man da eher eine Rakete als einen Ventilator nimmt?

Dopap · Anmeldungsdatum: 24.02.2011 Beiträge: 198 Wohnort: Ostalbkreis

es gibt für Spasszwecke Vertikal-Gebläse, die einen Luftstrom von
ca. 180 Km/h erzeugen. Dort kann man sich dann schwebend
im Luftstrom Vergnügen. Geschätzte Leistung > 1000 kW.
Propeller auf dem Rücken gibt es beim motorisierten Para-gliding.
Leistung 20-40 PS.
Das reicht aber nicht für einen senkrechten Start. Auch bei beliebig viel
Leistung ist eine Grenze durch die Flächenbelastung Kraft/Fläche gegeben.
Deshalb haben Hubschrauber auch große Kreisflächen beim Hauptrotor.
Noch eins: Nicht allein der Rückstoss von Luft macht den Auftrieb sondern
hauptsächlich das Flügelprofil mit gewölbter Oberseite und passendem Anstellwinkel.

dermarkus · Administrator Anmeldungsdatum: 12.01.2006 Beiträge: 14788

Dopap · Anmeldungsdatum: 24.02.2011 Beiträge: 198 Wohnort: Ostalbkreis

klar ist das gekoppelt weil es sich nicht vermeiden lässt, aber nicht das Ziel. Wenn das Ziel ein starker Luftstrom ist, dann nimmt man Ventilatorflügel die wiederum für diese Aufgabe optimiert sind.

In Wasser verwendet man aber nur "ventilatorflügel" = reines Rückstossprinzip.

phytim · Gast

was haltet ihr davon:

mein ventilator schafft einen volumenstrom von 38,88 m³/s.
dichte luft = 0,0012 g/cm³

um 100 kg luft zu verdrängen (die masse des körpers) brauche ich ein volumen von 83 m³ luft.

der venti schafft nur 38,88 m³ in einer sekunde. wenn er ca. die doppelte leistung hätte könnte man schweben?!?

dermarkus · Administrator Anmeldungsdatum: 12.01.2006 Beiträge: 14788

Phytim, Vorsicht, "verdrängen" und über das Volumen des Körpers rechnen ist hier das falsche Stichwort, denn so etwas braucht man ja nur beim Prinzip Auftrieb (Kraft in ruhendem Wasser oder ruhender Luft).

Hier geht es um bewegte Luft und um Impulse nach dem Raketenprinzip, da würde man also mit den Massen pro Zeit rechnen, um Kräfte und Beschleunigungen ausrechnen zu können. Wieviel Impuls pro Zeit muss man da nach unten wegstoßen, um den Körper gegen die Erdbeschleunigung in der Schwebe halten zu können?

Dopap · Anmeldungsdatum: 24.02.2011 Beiträge: 198 Wohnort: Ostalbkreis

du hast anscheinend eine richtige freude mit deinem ventilator.
Wenn dein Ventilator mit 388 m^3/s bläst ( kann man den kaufen ?) dann ist noch gar nicht klar, ob das ein homogener ( wirbelfreier ) Strom ist.
Aber mal angenommen dem wäre so, dann ist noch nicht bekannt mit welcher
Geschwinigkeit der Luftstrom bläst.
Nehmen wir aber mal v=25 m/s an ( Sturmstärke )
Dann ist die wirkende Kraft die zeitliche Änderung des Impulses,
F=Kraft= massenstrom*geschwindigkeit

den Massenstrom in kg/s kannst du über Dichte und Volumenstrom
selbst berechnen,
mit 25 m/s multipliziert ergibt das die Kraft.
Wenn diese 100 kg hochheben soll, dann muss F=981 Newton sein und v
ist aus der Gleichung zu bestimmen.
Also jetzt will ich mal Ergebnisse des Superventilators sehen...