Die Kraft des Windes bei unterschiedlichen Temperaturen

[bigdan]

Generell gilt ja: Je niedriger die Lufttemperatur, desto höher die Luftdichte.
Also steckt bei gleicher Windgeschwindigkeit mehr kraft in kaltem Wind als in warmen.

Mein Bauchgefühl sagt bei den 5 Grad im Moment entspricht der Druck im Kite verglichen mit Sommertemperaturen mindestens 2-3 Knoten mehr Windgeschwindigkeit.
Hat jemand eine Formel dafür?

Hat man bei warmen Wind mehr Slack? Bei gleichem Druck im Kite hat man bei schnellem Wind mehr Geschwindigkeit, aber dafür hat die Luft weniger Kraft um den Kite wieder nach Lee zu drücken und die Leinen zu spannen. Das würde auf jeden Fall den Spruch "Brasilien Wind ist einfacher zum Trainieren" erklären.

[00paule00]

Ja das stimmt schon.

Der Auftrieb berechnet sich nach F=0.5*rho*c²*S*c_a wobei s die Fläche und c die absolute Anströmgeschwindigkeit ist. c_a ist der vom Anstellwinkel abhängige Auftriebsbeiwert des Profils und rho die Dichte.
Geht man von gleichem Luftdruck und Luftfeuchte aus führt das zu einem Anstieg der Auftriebskraft von etwa 7% bei 0°C gegenüber 20°C.

Gruß,

Paul

[xiata]

na ihr habt ja langeweile

[Bazzat]

Zitat von xiata

na ihr habt ja langeweile

Nicht unbedingt.

Hab mich mal gefragt warum 40 Knoten in Tarifa relativ locker gingen und ein paar Wochen später waren 30+x an der nordsee mächtig viel.

Bis mir das mal einer erklärte.

[Janno]

Zitat von Bazzat

Nicht unbedingt.

Hab mich mal gefragt warum 40 Knoten in Tarifa relativ locker gingen und ein paar Wochen später waren 30+x an der Nordsee mächtig viel.

Bis mir das mal einer erklärte.

Dann müssten es aber mehr als 7% sein.
Mir fällt das auch immer auf. Ich glaube nicht dass ich 7% wahrnehmen würde.

[FCUK]

Wurde hier zwar schon mehrmals diskutiert... Aber egal

Dichte geht linear in den Auftrieb ein (s. Formel von paule).
Dichte eines idealen Gases (was Luft bei Kitebedingungen in etwa ist) ändert sich ebenfalls linear mit der (absoluten!) Temperatur.

Also bei Änderung der Temp von 30 °C (303 K) auf 5 °C (278 K) ist das eine relative Änderung von (303-278)/303=8,3%
Wenn alle anderen Bedingungen konstant bleiben, ändert sich die Kraft des Kites um den gleichen relativen Betrag.

Die (absolute!) Luftfeuchtigkeit wird allerdings bei hoher Temp, zumal am Meer, erheblich höher sein, als bei niedriger Temp, was der temp-bedingten Dichteerhöhung entgegen wirkt (je höher die absolute Luftfeuchte, desto geringer die Luftdichte - bei gleicher Temp, gleichem Druck). Dieser Einfluss könnte ein paar %-Punkte ausmachen.... Ich habe aber gerade kein Mollier-Diagramm zur Hand

Also insgesamt schwer zu sagen...

[kiteforum.com]

da ist schon Unterschied!
Nur 7%?

In Brasil mit 30° Luft geht der 18er noch bei Böen bis 25 kn...aber in SPO fliege ich damit weg

[Hoim]

Ich hab das gefühl das warmer Wind meistens nicht so krass böhig ist, Zumindest in Norddeutschland. Das mag evtl. auch einen kleinen Unterschied machen.

Ausserdem setzen wir das Gewisse + an Auftrieb ja auch in eine erhöhte Fahrgeschwindigkeit um. Was ja wiederrum auch in mehr Zug resultiert.

[00paule00]

Was man nicht vergessen darf ist der Unterschied zwischen Totaldichte und statischer Dichte. Die Dichte in der Anströmung bei 40kts ist anders als bei 20kts und gleicher Umgebungstemperatur.
Das macht auch noch was aus.
Weiterhin denke ich, dass 7% nicht zu unterschätzen sind. Bei 21kts sind das schließlich schon 1.5kts äquivalenter Unterschied.
Ob man das merkt sei jetzt mal dahin gestellt aber ich glaube eher daran, dass ihr das deutlich spürt als das jegliche der Messmethoden bei einer Höhe von 2m auf die Windbedingungen in 15m-25m Ausschluss geben.

[Karsten09]

Kann man das nicht auch auf Tricks erweitern?
Mal angenommen ich hak mich bei sehr kaltem Wind aus, habe dadurch viel druck im Kite trotz "geringer" Windgeschwindigkeit.
Dann müsste ich erstmal gut raus gehauen werden aber anschließend den langsamen Wind mit dem Kite schnell einholen (=MAXIMUM Slack!)

Wenn ich keinen Fehler habe ist der Winter wohl am besten zum HP üben !

[DigitalBlue]

Interessanter Ansatz ...

Als "Laie" , rein logisch gedacht denke ich aber irgendwie 20 kn sind 20 knoten.
Es ist die gleiche Kraft die den Kite sowie den Windmesser anströmt oder sehe ich das falsch ?! Wenn der Wind viel stärker am Kite wirkt dann tut er es doch auch am Windmesser !! Wie kann es denn unterschiedlich sein ?


Das was sich für mich logisch daraus ableiten lässt , ist das Windvorhersagen bei niedrigen und hohen Temp. anders zu bewerten sind ....

Ich schließe mich dem an das bei kalten Temp der Wind doch viel boeiger und zickiger rüberkommen kann als bei 25°C

Oder übersehe ich da etwas ??!

[Rhodos]

...bei der ganzen Überlegung zwängt sich mir immer wieder ein Denkansatz auf:
Genau genommen ist das Rädchen im Windmaster doch auch ein klitzekleines, kiteähnliches Etwas...
Wenn ich im Kalten mit Windmesser 25 Knoten messe, und dann mit dem gleichen Windmesser im Warmen, dann dürfte ja auch weniger Druck aufs "Messrad" einwirken, so dass 25 kn minus angenommen 7% nur 23 kn ergeben !? Was ja reel keine 25kn mehr sind...
Vom Logischen her müsste doch bei vor Ort mit den gleichen Windmesser gemessenen 25 kn, egal an welchem Ort, der Druck aufs Kitetuch identisch sein...
Hmmmm ???

[Rhodos]

Eyyy Digitalblue, das war mein Denkansatz !!!

[00paule00]

Und genau da sind wir bei der Frage nach Sinn und Unsinn von Windmessern. Misst euer Windmesser die Temperatur und normiert mittels dieser auf eine Dichte welche er als Berechnungsgrundlage nimmt?
Mit Sicherheit funktionieren ein paar ganz gut aber wie sieht denn die Messunsicherheit von den Teilen aus?

Ich glaube die ganze Frage erübrigt sich wenn man davon ausgeht, dass man die wahre Windgeschwindigkeit eh nicht kennt.

Desweiteren strömt keine Kraft den Wind an sondern es entwickelt sich eine Kraft durch die Umströmung des Profils. Diese Kraft hängt von den oben genannten Variablen ab.

Außerdem kann man nicht sagen es würde "mit weniger oder mehr" Wind angeströmt. Die absolute Windgeschwindigkeit bleibt gleich. Egal welche Temperatur. Der Unterschied ist in der Auftriebskraft ersichtlich.

[Schonkiternochsurfer]

Gibt auch noch weitere Unterschiede beim Wind z.B heute war asozialer Wind, hat erst aufgedeht, als es dunkel war.

Aber mal ernsthaft, Wind ist oft nicht ideal linear, sonder meist mit Wirbeln, Winddrehern, Böen kurzen, extrem kurzen oder längeren, bei letzteren geht es überraschend weit nach oben.
Extrem kurze Böen mit Wirbeln, wobei der Kite in der Luft rumzappelt, werden von Windmesser meist gar nicht erfasst auf Grund des geringen Wiederstandes des Impellers.
Die bisher aussagekräftigste und dabei genial einfache Anzeige für die tatsächliche Windkraft war die hier:
http://forum.oase.com/showpost.php?p...28&postcount=7
Sicher nicht geeicht oder kalibriert, aber sehr aussagekräftig, nach kurzer Eingewöhnungsphase hat man immer den richtigen Kite am Haken und z.B. starkes wippen = löchriger böiger Wind mit geringem Lift.

[mark4]

Zitat von Rhodos

...bei der ganzen Überlegung zwängt sich mir immer wieder ein Denkansatz auf:
Genau genommen ist das Rädchen im Windmaster doch auch ein klitzekleines, kiteähnliches Etwas...
Wenn ich im Kalten mit Windmesser 25 Knoten messe, und dann mit dem gleichen Windmesser im Warmen, dann dürfte ja auch weniger Druck aufs "Messrad" einwirken, so dass 25 kn minus angenommen 7% nur 23 kn ergeben !? Was ja reel keine 25kn mehr sind...
Vom Logischen her müsste doch bei vor Ort mit den gleichen Windmesser gemessenen 25 kn, egal an welchem Ort, der Druck aufs Kitetuch identisch sein...
Hmmmm ???

Das denke ich nicht Stelle dir mal einen Kleinwagen vor, der über die Rädchen mit 100km/h fährt, der Geschwindigkeitsmesser misst die 100 km/h. Beim Lastwagen mit 100 km/h misst er natürlich auch 100 km/h.
Die kinetische Energie (und der Impuls) sind beim Lastwagen trotzdem höher. Die höhere Dichte sorgt für höhere Masse also höhere Energie. Inwiefern der Dichteunterschied dann im Kite oder Segel umgesetzt werden kann, ist natürlich die Frage-

[Rhodos]

Ahh, ok... Stimmt, das hatte ich nicht beachtet... Physik Leistungskurs liegt 15 Jahre zurück hatte fälschlicherweise die Dichte außer Acht gelassen... die Geschwindigkite kann identisch sein, Energie allerdings durchaus unterschiedlich ! 10 Teilchen mit 25 kn üben auf einen Körper definitiv mehr Kraft aus als 5 Teilchen mit selber Geschwindigkite...

[Durlo]

Das sehe ich so ähnlich!
Wenn du bei windstille mit dem Boot mit 20Kn.übers Wasser fährst,zeigt der Windmesser bei 0,oder bei 20Grad C.immer 20Kn.an.
Wenn du aber die Hand ins dichtere Wasser hältst,wirst du direkt einen Unterschied zur dünneren Luft merken!

[FrankP]

Zitat von DigitalBlue

Als "Laie" , rein logisch gedacht denke ich aber irgendwie 20 kn sind 20 knoten.
Es ist die gleiche Kraft die den Kite sowie den Windmesser anströmt oder sehe ich das falsch ?! Wenn der Wind viel stärker am Kite wirkt dann tut er es doch auch am Windmesser !! Wie kann es denn unterschiedlich sein ? ...

Das verstehe ich auch nicht.
War früher schon beim Windsurfen so, da hieß es immer:
"Am Silvaplanasee auf 1800 Meter brauchst Du 1qm mehr bei der Segelgröße bei gleicher Windstärke wie auf Meereshöhe ..."

[00paule00]

Zitat von FrankP

"Am Silvaplanasee auf 1800 Meter brauchst Du 1qm mehr bei der Segelgröße bei gleicher Windstärke wie auf Meereshöhe ..."

Tja der Gesamtdruck ist halt p_gesamt=p_statisch+p_dynamisch wobei p_statisch=rho*R*T (bei idealem Gas) ist und p_dynamisch=rho/2*c²

Hier siehst du den Einfluss der Dichte nocheinmal und der Druck nimmt halt mit der Höhe hab.
Also um meine Meinung hier noch einmal abschließend kundzutun: Es macht physikalisch zu 100% Sinn, dass mehr Druck im Schirm ist aber ich denke nicht, dass du das spürst. Desweiteren denke ich sowieso nicht dass du einen Vergleichswert hast da kein Windmesser den exakten Wert anzeigt und erst recht nicht in einer Höhe von 20m.

Außerdem gehe ich mit Schonkiternochsurfer mit. Diese kleine wacklige plastikrad mit einer super-billigen Messeinheit dahinter wird keinerlei Böen (um welche es ja im Anfangspost ging) abbilden.

Nachtrag: Habe übrigens mal nachgeguckt der Windmaster2hat ne Messunsicherheit von 4% bzw. einem Digit. Im Falle des oben beschriebenen Beispiels mit den 7% Unterschied und zusätzlich noch der Messunsicherheit (jetzt mal im schlechtesten Falle, dass er 4% zu wenig anzeigt) könnte es sein dass du (die erhöhte Kraft im Schirm die wie 2.5 kts mehr oder was das sind wirken) spürst.

Am Ende des Tages bleibt es ja eh immer ein bisschen zu wenig und wahrscheinlich ist es das beste aus dem Auto auszusteigen und sich anzugucken was für Windverhältnisse vorherrschen.
Trotzdem ein nettes Thema als Zeitvertreib wenn das Wasser zu kalt ist.

Cheers,

Paul

[wallhalla]

Zitat von Hoim

Ich hab das gefühl das warmer Wind meistens nicht so krass böhig ist, Zumindest in Norddeutschland. Das mag evtl. auch einen kleinen Unterschied machen.

Nun, aber im Winter haben die Bäume weniger Laub, also weniger Abdeckung, weniger Verwirbelungen, die den Wind böig machen.

[bourne]

Danke für so einen interessanten thread, er hebt sich wohltuend von anderen sinnlosen ab.
Mal was anderes und doch zum Thema und ich glaube, es macht keinen von uns dümmer!

[FCUK]

Zitat von 00paule00

...Misst euer Windmesser die Temperatur und normiert mittels dieser auf eine Dichte welche er als Berechnungsgrundlage nimmt?

Jetzt doch nochmal den Klugscheißermodus anwerfen

Der Windmaster von Kaindl z.B. ist ja ein Kugelschalen-Anemometer. Der Clou an dieser speziellen Bauform ist, dass die Drehzahl des Anemometers ausschließlich eine Funktion der cw-Werte der Halbkugeln (jeweils gleichzeitig eine konvex/konkav zum Wind!) und der Anströmgeschwindigkeit ist. Und dies ist auch nur deshalb so, weil sich immer gleichzeitig eine Halbkugel gegen den Wind, und eine andere Halbkugel mit dem Wind dreht.

Temperatur und Dichte der Luft haben keinen Einfluss auf das Messergebnis!

Die Herstellerangabe zur Genauigkeit ist ausschließlich eine Hardware-bedingte Größe (Genauigkeit der Kalibrierung, Erfassung der Drehzahl, interne Elektronik / Berechnung etc.), hat aber nichts mit dem Messprinzip an sich zu tun.

Dies gilt übrigens nicht für z.B. Flügelrad-Anemometer, wie sie teilweise zum Aufstecken auf ein iPhone erhältlich sind. Diese messen sehr wohl abhängig von Temp/Druck/Dichte/Feuchte!

[Bazzat]

Dichte.

Das gleiche bei der Handtime.
Tage an denen man segelt und andere Tage bei ähnlicher Windstärke trägt nichts und man kommt schnell wieder runter..

Oder Tage an denen der Windmesser nicht viel anzeigt und im Kite ist guter Druck, ausreichend zu fahren und springen.......

[00paule00]

Zitat von FCUK

Der Windmaster von Kaindl z.B. ist ja ein Kugelschalen-Anemometer. Der Clou an dieser speziellen Bauform ist, dass die Drehzahl des Anemometers ausschließlich eine Funktion der cw-Werte der Halbkugeln (jeweils gleichzeitig eine konvex/konkav zum Wind!) und der Anströmgeschwindigkeit ist. Und dies ist auch nur deshalb so, weil sich immer gleichzeitig eine Halbkugel gegen den Wind, und eine andere Halbkugel mit dem Wind dreht.

Das ist nicht so ganz richtig. Das Teil von Kaindl ist ein Schalensternanemometer. Dieses funktioniert so ziemlich so wie du beschrieben hast. Das Kugelanemometer nutzt aber die Widerstandskraft einer solchen Kugel um einen Stab zu verbiegen und so auf die Anströmungsgeschwindigkeit zu schätzen.

Edit: Habe mal den Rest von dem Text rausgenommen weil es darum in diesem Fred nicht gehen sollte.

[FCUK]

Habe mich nicht korrekt ausgedrückt.
Das Kaindl-Teil ist ein Kugelschalenstern-Anemometer. Mit vier Armen, um ganz genau zu sein.
Wir haben alle Recht

[FrankP]

Zitat von Bazzat

Dichte.

Das gleiche bei der Handtime.
Tage an denen man segelt und andere Tage bei ähnlicher Windstärke trägt nichts und man kommt schnell wieder runter..

Oder Tage an denen der Windmesser nicht viel anzeigt und im Kite ist guter Druck, ausreichend zu fahren und springen.......

Da kann aber auch die stark unterschiedliche Windstärke und 2 Meter und 15 Meter Höhe eine Rolle spielen. Gibt ja so Tage, wo es wirklich krass ist und man bei wirklich spiegelglattem Wasser z.b. 12 fahren kann.

[AXXI]

Die Verringerung des Auftriebs spürt nicht nur der Kite (er zieht dann weniger). Auch Flugzeuge tun sich beim Starten schwerer, wenn die Luft weniger dicht ist:
http://www.fzt.haw-hamburg.de/pers/S...lugbetrieb.pdf

Beim Flugzeug hat man nicht nur das Problem, das die Tragflächen weniger Auftrieb erzeugen. Auch die Triebwerke leisten weniger Schub (da ja die ausgestoßene Luft weniger Masse hat). Damit die Länge der Piste trotzdem bei hoher Lufttemperatur bzw. hoch gelegenen Flughafen ausreicht, muss man die Masse reduzieren (weniger Fracht, Passagiere, Treibstoff mitnehmen).


Wie viel Auftrieb (also wie stark der Kite zieht) zur Verfügung steht, hängt also von der Geschwindigkeit der Luft und deren Dichte ab. Die Dichte wiederum hängt vom Luftdruck, Feuchte, Temperatur ab. Die Feuchte nicht zu vernachlässigen, da sie die Gaskonstante ändert (erhöht).

[sandaal]

... und auch die Dichte des Wasser´s nimmt zu und ist um 4 Grad am höchsten !

[Der Horst]

Ich bin auf jeden Fall froh, dass ich jetzt weiß, warum Tobi einfach IMMER mit dem fetten 18'er unterwegs ist und ich das nicht könnte.
Das hat nur was mit dem Luftdruck in Brasilien zu tun.

In Brasil mit 30° Luft geht der 18er noch bei Böen bis 25 kn...aber in SPO fliege ich damit weg

[addi³]

und desswegen kann man bei 12 knoten 12er schirm 133er board und 90 kg nacktgewicht und natürlich 4 grad und schönes sprühregen siffwetter so richtig spaß haben wenn im gegenzug im sommer fast gar nix geht ausser ollies ...

war mal son tag im märz:



ähnliches merkt man zB in el Gouna oder auch in spo... wenns aus nord bläst muss man nach möglichkeit überpowert fahren wohin gegen aus süden die meist feuchtere luft ganz entspanntes fahren bei dennoch fetter power und slack ermöglicht....

(nicht das die verhältnisse zwischen nord und süd pauschal so sind aber zumindest meistens )

[bigdan]

Hier auch ein Post von progression dazu:
http://www.progression.me/blog/not-a...created-equal/