Wirbel kommen in der Natur fast überall vor. Sie sind so leicht zu
erzeugen, dass man eigentlich viel öfters auf sie stoßen müsste.
Denken Sie nur einmal an eine Badewanne, aus der Sie den Stoppel herausziehen.
Mit diesem einfachen Gerät lässt sich ein schönerer
und vor allem dauerhafter Wasserwirbel erzeugen. Am Boden einer Plexiglasröhre
befindet sich eine Schraube, die das Wasser in Drehung versetzt. Das reicht
aus um einen riesigen Strudel im Wasser entstehen zu lassen.
Das Innenleben des Antriebes ist recht einfach. Auf der Brücke sitzt
in der Mitte ein kleiner Gleichstrommotor. Links neben ihn der Gleichrichter,
rechts der Glättungskondensator und im Hintergrund der Trafo. Zur
Drehzahlstellung des Motors wird ein Pulsbreitenmodulator (im Bild nicht
zu sehen) verwendet. Wem das zu kompliziert ist, der kann auch ein einstellbares
Steckernetzgerät oder eine Leistungs-Poti verwenden.
Über eine Wellenkupplung ist der Motor direkt mit der Schraube
im Inneren des Zylinders verbunden. An der Unterseite der Grundplatte ist
das Kugellager eingesetzt und direkt darüber dient zur Abdichtung
der Welle ein Simmerring aus Gummi.
Röhre | Plexiglas, 4mm dick, 180mm AD, 70cm lang (warum nicht länger ?
So können Sie die Schraube bequem mit der Hand auswechseln)
Bevor Sie sich fragen wie viel Wasser da hinein geht, es sind etwa 16 Liter ! |
Bodenplatte | 22x22cm Plexiglas, 15mm dick
In der Mitte eine 16mm H7 Bohrung für die Aufnahme des Lagers und des Simmerrings. 10mm tiefe und 6mm breite Nut mit 181mm Durchmesser für Aufnahme des Rohres. Das Rohr wird mit Silikon (dann ist es wieder lösbar) in die Nut eingeklebt. |
Dichtung | Radialer Wellendichtring (Simmerring) 6mm ID, 16mm AD |
Lager | Kugellager 6mm ID, 16mm AD (626-2Z) |
Welle | rostfreie, geschliffene Stahlwelle
6mm dick, 50mm lang mit M5 Gewinde für Schraube |
Motor | Gleichstrommotor 24V, 20W, 2000U/min |
Schiffsschraube | 3 flügelig, 65mm Durchmesser, für Wellen mit M5 Gewinde
Vorzüglich linkslaufend, dann schraubt sie sich beim Saugen auf die Welle. |
Blattschraube | 60x30mm, 8mm dickes Aluminium
Beidseitig mit 30° für eine leichte Sogwirkung angeschrägt (nicht unbedingt erforderlich) |
Flachwirbler | Aluminiumscheibe 95mm Durchmesser, 4mm dick |
Bei ganz geringer Drehzahl lässt sich der Beginn eines Wirbels
sehr
gut beobachten. Zuerst ist es nur eine leichte Strömung an der
Wasseroberfläche,
die dann in eine kleine Mulde übergeht. Anhand von
Schmutzpartikeln
auf der Wasseroberfläche kann man erkennen, wie das Wasser in
dieser Mulde strömt. In der Mitte dreht es sich sehr schnell,
meist sogar schneller als
die Schraube, während es am Rand fast noch überhaupt keine
Strömung
ausweist. Diese interessante Drehzahlübersetzung von der Schraube
auf den Wirbel zeigt, dass hier nicht nur Fliehkräfte wirksam
sind.
Der Wirbel wächst bei steigender Drehzahl schnell an und wird zunehmend größer.
Jetzt sind erstmals andeutungsweise die Wirbelzöpfe zu erkennen. Sie
zeigen uns, dass hier nicht nur die Fliehkraft am Werk ist, die einen ganz
glatten Trichter produzieren würde, sondern zusätzlich eine Sogbewegung
nach unten, die eine starke Abwärtsströmung erzeugt.
Wirft man ein kleines Kunststoffplättchen in den Wirbel, so schraubt
es sich entlang der Außenwand des Strudels nach unten. Sobald es
sich unterhalb des Wirbels befindet stoppt es seine Abwärtsbewegung
und wird in der schnellen Rotation im Zentrum der Röhre gefangen.
Es beginnt sich sehr schnell um seine eigene Achse zu drehen und scheint
im Wasser zu schweben. Wenn es z.B. durch kurzes Erhöhen der Drehzahl
von der Schraube angesaugt und an den Rand der Röhre geworfen wird
erkennt man erst welche unterschiedlichen Geschwindigkeiten in der Röhre
herrschen. Am Außenrand der Röhre bewegt sich das Plättchen
ebenfalls schraubenförmig nur ganz langsam nach oben, während
in der Mitte immer noch die sehr schnellen Bewegung herrschen die man gleich
darauf wieder sieht wenn das Plättchen erneut vom Strudel nach unten
gesaugt wird.
Dieses Video zeigt mit Hilfe eines Tischtennisballes, wie stark die Abwärtsströmung
ist. Obwohl nur eine Blattschraube mit sehr geringer Sogwirkung verwendet
wird, taucht der Ball ganz unter und wird sogar noch unterhalb des Wirbels
in die Tiefe gezogen.
Dieses Experiment funktioniert zur allgemeinen Verblüffung übrigens
auch mit dem Flachwirbler. Das ist einfach eine Al-Scheibe ohne jegliche
Schaufeln. Wenn man bedenkt, welchen Auftrieb ein Tischtennisball im Wasser
hat, wird klar, dass man wirklich von einer eigenen Wirbelkraft sprechen
muss, die es bis jetzt in der Physik noch nicht gibt. Viele meinen, mit
so einem Flachwirbler würde überhaupt kein Abwärtssog entstehen.
Aber trotzdem wird der Tennisball gegen seinen Auftrieb nach unten befördert.
Der Grund für diese Abwärtsströmung findet sich in der unterschiedlichen
Geschwindigkeitsverteilung im Wasser.
Die Wasserteilchen, die im unmittelbaren Kontakt mit dem Flachwirbler
stehen, werden ziemlich schnell seine Geschwindigkeit annehmen. Doch je
weiter wir uns vom Wirbler entfernen, umso geringer wird die Geschwindigkeit
der Wasserteilchen. An der Oberfläche stehen die Wasserteilchen zu
Beginn völlig ruhig und erreichen auch im stationären Betrieb
nie die Geschwindigkeit des Wirblers. Man kann sich also die Wassersäule
in viele kleine, horizontal verlaufende Schichten zerlegt denken, die alle
eine andere Geschwindigkeit haben, welche nach oben, also mit größerer
Entfernung vom Wirbler, abnimmt. Betrachen wir jetzt so eine Anordnung
von Schichten, so muss es doch immer so sein, dass eine Schichte die darüber
liegende beschleunigt. Werden jetzt die Teilchen der langsameren Schicht
von der schnelleren mitgenommen, so gibt es in der Überlagerungszone
einige Wasserteilchen, die sich aufgrund ihrer Geschwindigkeit weder der
langsamen, noch der schnelleren Schicht zuordnen lassen. Solche Teilchen
können von der schneller rotierenden Schicht erfasst und auf ihre
Geschwindigkeit beschleunigt werden. Dadurch passiert es aber, dass sich
das Teilchen jetzt von seiner vorher neutralen Lage zwischen den Schichten
wegbewegen muss, um nun einen Platz in der schneller rotierenden Schicht
einnehmen zu können. Es hat sich also ein Stück nach unten bewegt.
Eine gewisse Anzahl von Wasserteilchen führt demnach neben der Rotationsbewegung
auch noch eine Abwärtsbewegung aus. Die Summe aller dieser Teilbewegungen
ergibt die doch recht starke Abwärtsbewegung. Dieses Verhalten ist
die Grundlage der in allen Wirbeln herrschenden Strukturen, die auch zu
der Abwärtsströmung beim Flachwirbler führt.
Die Umkehrung dieses Effektes, also das Hervorrufen einer Rotation
durch eine Abwärtsströmung ist Hauptgrund dafür, dass ablaufendes
Wasser, z.B. in der Badewanne, einen Wirbel bildet. Die Corioliskraft
spielt dabei wegen der zu kleinen Geschwindigkeit eine untergeordnete Rolle
!
Ein ähnliches Verhalten könnten übrigens auch Magnete zeigen, wenn man nach der Theorie von Julius Zoller, das Magnetfeld als eine Hochgeschwindigkeitsströmung betrachtet.
Tipps: Für dieses Experiment
brauchen Sie etwas Geduld. Es kann durchaus sein, dass es erst nach längeren
Versuchen klappt. (Glauben sie mir, das Bild ist nicht gefälscht,
was da drinnen schwimmt ist wirklich ein Tischtennisball und der ist nirgends
angebunden !) Verändert sollte vor allem die Wasserhöhe und die
Drehzahl werden. Die Einstellung ist dann richtig, wenn der Wirbel sehr
ruhig läuft, seine Tiefe beibehält und auch nicht seitlich ausbricht.
Wenn der Ball nicht mehr am Boden des Wirbels schwimmt, sondern beginnt
einzutauchen und manchmal schon ganz von Wasser bedeckt ist, erkennt man,
dass man sich der richtigen Einstellung nähert.
Bei diesem Modell war die richtige Wasserhöhe 20cm und die Drehzahl
etwa 1000U/min. Das ist nicht die maximal mögliche Drehzahl. Eine
zu hohe Drehzahl lässt den Wirbel instabil werden und der Ball taucht
überhaupt nicht unter !
Der Wirbel reicht hier schon fast bis zur Schraube hinunter. Dieses Bild
soll vor allem den Zusammenhang von Schraube und Wirbelform zeigen. Mit
der blattförmigen Schraube wird der Wirbel oben sehr breit und endet
in einer ebenfalls breiten Spitze. Er besitzt nur geringe Wirbelzöpfe
und das Wasser rotiert im ganzen Zylinder sehr schnell. Am extremsten zeigt
sich die Verbreiterung natürlich bei dem Flachwirbler.
Bei weiterer Steigerung der Drehzahl berührt der Wirbel die Schraube,
die dann Luft ansaugt. Das dabei entstehende laute Geräusch kommt
direkt aus dem Wirbeltrichter. Es ist verblüffend zu sehen, mit welcher
Leichtigkeit der kleine Motor Luft aus dieser Wassertiefe ansaugen kann.
Mit den dabei entstehenden Luftbläschen lässt sich auch
schön demonstrieren, wie der Wirbel verschieden schwere Elemente sortiert.
Nimmt man die Drehzahl soweit zurück, dass kein Wirbel mehr entsteht,
dann sieht man einen dünnen Faden aus lauter kleinen Luftbläschen,
der sich in der Mitte sammelt. Auf ähnliche Weise trennt auch das
Wirbelrohr kalte und heiße Luft.
Ein Blick von oben zeigt deutlich die wirbelförmige Struktur des Trichters.
Auf den immer enger werdenden abwärtslaufenden Bahnen nimmt die Geschwindigkeit
immer weiter zu.
Hier zum Vergleich den Wirbel, der mit einer dreiflügeligen Schiffsschraube
entsteht. Er ist nicht so breit und endet in einer scharfen Spitze. Dafür
sind aber die für Wirbel charakteristischen Zöpfe gut zu erkennen.
Durch die Sogwirkung der Schiffsschraube wird dieser Effekt verstärkt.
Hier läuft die Schiffsschraube so, dass sie nach unten saugt.
Es ist aber auch mit umgekehrter Drehrichtung eine Wirbelbildung zu beobachten.
Nur ist dann der Wirbel etwas instabil, weil er immer wieder "weggeblasen"
wird. Trotzdem ist es möglich mit höherer Drehzahl eine Berührung
des Wirbels mit der Schraube zu erlangen. Die Wirbelkraft ist also stärker
als der Druck der Schiffsschraube ! Man muss natürlich auch sagen,
dass in der Mitte einer Schiffsschraube keine Strömung entstehen kann,
weil die Narbe ja keine Schaufeln besitzt.
Das dazugehörige Video zeigt die Entstehungsphase des Wirbels und
die anschließenden Bewegungen. Die Drehzahl ist so eingestellt, dass
der Wirbel die Schraube nicht erreichen kann.
Bei voller Wasserhöhe von 70cm entsteht mit der Schiffsschraube ein
nur wenige mm dicker Schlauch, der auch bei geringer Drehzahl problemlos
die Schraube berührt. Hierbei zeigt sich die extrem starke Sogwirkung,
die mit einem Wirbel verbunden ist. Denken Sie dabei wieder an die Badewanne.
Dort ist das Wasser nicht in Rotation und trotzdem beginnt es sich beim
Abfließen einzudrehen. Allein durch die Abwärtsbewegung, also
durch den Sog, entsteht schon ein Wirbel. Der Sog der Schraube verstärkt
also die Wirbelbildung zusätzlich. Das Rohr indem die gesamte Wassersäule
rotiert begünstigt die Wirbelbildung noch weiter. Dadurch fällt
es den Wasserteilchen in den undefinierten Geschwindigkeitszonen leichter,
sich einer, nämlich der vorgegebenen Drehrichtung, zuzuordnen.
Der gleiche Fall wie im vorherigen Video, jedoch mit höherer Drehzahl
ist hier zusehen. Jetzt kann der Wirbel die Schraube erreichen und dadurch
wird Luft nach unten gesaugt. Wenn der Wirbel die Schraube berührt,
wird unter einem lauten, schlürfenden Geräusch sehr viel Luft
nach unten befördert und die Schraube verschwindet hinter einer Wolke
von Luftblässchen. Das Geräusch tritt hauptsächlich durch
den trichterförmigen Wirbel nach oben aus, was die Schallausbreitung begünstigt. Aus diesem Grund ist das
Video mit Originalton versehen.
Nach dem gleichen Prinzip arbeitet das Wasserei. Es ist ein Gefäß
mit einer speziellen Einform, in dem das Wasser in Rotation versetzt wird.
Wenn eine Wirbelbewegung in zentripetaler Hinsicht richtig gesteuert
abläuft, kommt es innerhalb des Fließgutes zum Aufbau von höheren
Ordnungen. Dies ist aber nur unter Abgabe von kinetischer Energie möglich,
die als ungeordnete Potentialenergie aufgespeichert vorhanden ist.
Dadurch kühlt das Flussgut bis zum maximalen Verdichtungspunkt
ab. Bei Wasser ist das 4 Grad Celsius. Die Organisation des Flussgutes
im Wirbel, erfolgt über die den Wirbelstrukturen zugrundeliegenden
thermischen Plasmatürmen, durch welche die Moleküle je nach kinetischer
Energie räumlich in den einzelnen Strömungen
geschwindigkeitsmässig gruppiert werden und sich so leichter entsprechend
organisieren können.
Praktisch führt dies in weiterer Folge zu so genannten Clustern.
Cluster sind größere, aneinandergekettete Molekülgruppen
durch die Restladung. Tatsächlich besteht neben der H2 ++ und der
O -- Ladung in jedem Molekül eine gewisse Restladung die aber zu schwach
ist um eine molekulare Verbindung herzustellen. Durch die Bewegung im Wirbel
wird diese Restladung jedoch effektiv und bildet Cluster aus. Cluster organisiertes
Wasser verändert wiederum seine chemischen Eigenschaften dahingehend,
dass es zu erhöhter Viskosität usw. führt. Das Wasser ist
kühl, konsistenter, hat größere Schlepp- und Bindekräfte
in der Summe und nimmt in der Folge wiederum dadurch mehr Mineralstoffe
auf.
Funktionsbeschreibung von Wolfgang Wiedergut † 30.9.2008
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Das Wasserei ist nach einer Idee von Wolfgang Wiedergut entstanden. Die von ihm gegründete Arge Bindu, die Arbeitsgemeinschaft zur Erforschung Freier Energie beschäftigt sich intensiv mit Resonanzen und Wirbel in der Natur.
Das Wasserei verwendet einen Flachwirbler, der so geformt ist, dass er
die Eiform des Glases nach unten hin ergänzt. Nur durch einen schmalen
Schlitz zwischen Glas und Wirbler kann das Wasser hinunter zum Auslass
fließen. Die Eiform bleibt so durch den Antrieb und Abfluss weitgehend
ungestört.
Der Antrieb ist dem des Wasser Vortex Wirblers sehr ähnlich. Es wird
ebenfalls ein Gleichstrommotor verwendet, der direkt die Welle des Wirblers
treibt. Hier ist nur wegen der großen Masse des Wirblers eine wesentlich
stärkere Lagerung mit zwei Kugellagern vorgesehen. Zu Dichtung der
Welle dient wieder ein Simmerring.
Wirbelförmige Strukturen kommen in der Natur viel öfters vor,
als auf den ersten Blick ersichtlich ist. So ist z.B. jeder Baum leicht
gedreht und öffnet sich kegelförmig nach oben. Jeder Knochen
in unserer Hand ist gedreht und verläuft nach beiden Seiten kegelförmig.
Nicht zuletzt auch unsere Finger ähneln in der gekrümmten Stellung
einem Wirbel.
Diese Versuche zeigen welche Kräfte in einem Wirbel stecken. Wenn
ein Wirbel fast 20 Liter Wasser durchdringt und über eine Länge
von 70cm einen Schlauch bildet, dann müsste man schon fast von einer
eigenen Wirbelkraft sprechen.
Doch diese ist von der Physik noch überhaupt nicht erforscht worden.
In den Wirbeln steckt ein Potential, dass wir noch nicht erkannt haben.