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Wasserwirbel

 
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bandy



Anmeldedatum: 30.01.2007
Beiträge: 2
Wohnort: Asparn/Zaya

BeitragVerfasst am: Do Feb 01, 2007 7:35 pm    Titel: Wasserwirbel Antworten mit Zitat

An alle Wasserwissenschaftler und Esoteriker unter Euch.

Ich habe mich ein wenig mit dem Medium Wasser beschäftigt und interessantes herausgefunden.

Wenn man einen Stein in einen Fluss setzt, entsteht hinter dem Stein ein kleiner Wasserwirbel. Das kuriose dabei aber ist, dass das Wasser in diesem Wirbel kälter ist, als das vor dem Stein der Fall war!!!

Hat jemand vielleicht eine Erklärung dafür???? Wäre sehr dankbar, kann nämlich sonst nicht ruhig schlafen Wink
_________________
"Das Prinzip aller Dinge ist das Wasser, denn Wasser ist alles und ins Wasser kehrt alles zurück." Thales von Milet
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hlg



Anmeldedatum: 12.11.2006
Beiträge: 80

BeitragVerfasst am: Sa Feb 03, 2007 10:23 pm    Titel: Antworten mit Zitat

bin da kein spezialist;

viktor schauberger solltest du mal googeln..der hat sowas gesagt, aber ob das wirklich so ist list etztendlich unbewiesen oder wird totgeschwiegen...

ein paar leute sagen aber, dass eine geordnete strömung sehr kalt wird- zumindest was gas betrifft... da hat mir einer übrigens eine exel tabelle versprochen, fällt mir ein.

les mal bei evert nach, der hat interessante ideen über strömung...

gruss hlg
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uli.paul



Anmeldedatum: 04.02.2006
Beiträge: 669
Wohnort: Augsburg

BeitragVerfasst am: So Apr 29, 2007 2:45 am    Titel: Antworten mit Zitat

Nachdem so lange keine Antwort kam, die Licht in das Dunkel bringen könnte, hier meine Theorie - also nur aus dem Gehirn geboren und nicht durch Versuche verifiziert:

Wenn man annimmt, dass vor dem Stein (aber nennen wir den besser: "die Störung") eine halbwegs laminare Strömung vorlag, in der also Wirbel praktisch keine Rolle spielen, dann muss für die Wirbel hinter der Störung eine Energiequelle identifiziert werden, denn der Drehimpuls des Wirbels war vorher nicht vorhanden. Es kommen in Betracht:

1.) Der Unterschied in der potentiellen Energie zwischen vor der Störung und danach. Der ist zwar gering, aber so ohne weiteres können wir ihn nicht vernachlässigen.

2.) Die kinetische Energie der Strömung um die Störung. Das dürfte der Hauptgrund für die Entstehung der Wirbel überhaupt sein, wobei 1. wohl sehr für die Lage der Entstehung sein dürfte. Aber diese beiden Punkte sind nicht voneinander - in der Praxis - trennbar. Ein reiner Druckunterschied erzeugt keinen Wirbel. Das kennen wir aus der Hurrican-Forschung.

3.) Die Form der Störung. Ein Zylinder im Wasserlauf ist weniger vorhersagbar als ein realer Stein. Da der Zylinder so regelmäßig ist, entstehen hinter ihm Wirbel in chaotischer Folge. Ein unregelmäßig geformter Stein dagegen bevorzug ein bestimmtes Wirbelmuster. Je chaotischer das Wirbelmuster ist, desto mehr ist die Energie gleichverteilt (über die Fläche, in denen diese Muster wandern).

4.) All diese Wirbel reißen sich irgendwann los und machen neuen Wirbeln Platz. Damit bekommen diese Wirbel, neben der Energie, die in der Rotation gespeichert ist, auch noch eine (lineare) kinetische Energie. Aber sie sind lokale Energiemaxima (durch ihre Rotationsenergie, die sie bei ihrem Abwandern von der Störung mitnehmen).

Damit hinterlassen sie eine Stelle, der Energie fehlt. Es ist garantiert nicht viel, aber vielleicht doch meßbar. Die umliegenden Wassermoleküle müssen nun die Position des abgewanderten Wirbels einnehmen. Da aber der Wirbel einen Teil der Energie in Form von Rotationsenergie abtransportiert hat, ohne eine gleich große "Potentiallücke" in Form von eben potentieller Energie, hinterlassen zu haben, bleibt den Wassermolekülen nur eine Chance:

Weiter auseinanderzurücken - und damit die messbare Temperatur zu senken.

Wie könnte man diese Theorie verifizieren/falsifizieren?

1.) Wenn man es erreicht, dass sich genau ein Wirbel konstant hinter der Störung ausbildet und der sich auch nicht ablöst, dann sollte man keine Temperaturerniedrigung feststellen, da dann genügend lange Zeit gegeben ist um einen Temperaturausgleich vorzunehmen.

2.) Wenn man sehr dünne und schnell ansprechende Temperaturfühler verwendet und sie so angeordnet sind, dass sie die losgelösten! Wirbel kurz nach ihrem Entstehungsort detektieren und feststellen, dass diese Wirbel selber eine geringere Temperatur haben, dann wäre das ein starkes Argument für diese Theorie.

3.) Und klar, jede Temperaturmessung hinter der Strömung gibt Auskunft, was nun eigentlich vorgeht.

Aber Vorsicht! Wasser ist sehr wohl kompressibel! Zwar gehorcht es nicht den Gasgesetzen, aber wenn man den Zusammenhang zwischen Volumen und Druck mit dem Kompressibilitätsfaktor von Wasser korrigiert, dann ergibt sich sehr wohl auch eine Abhängigkeit von der Temperatur. Oder bildlich ausgedrückt: Wasser zusammenpressen macht es wärmer, es vom Druck zu befreien macht es kälter.

Das gilt für Temperaturen/Drücken, die weit weg vom Tripelpunkt des Wasser liegen, was aber nicht heißen soll, dass sie nicht in der Nähe des Tripelpunktes keine Rolle spielen.

Also mein Versuchsaufbau wäre folgender.

1.) Eine schöne, lange Strecke, die laminar durchstömt wird (ca. 2-8m, je nach Einspeisung).

2.) Die erste Linie der "Verteidigung" ca. 10x dem Durchmesser der Störung stromaufwärts im Abstand, der dem Durchmesser der Störung entspricht, eine Reihe von Thermoelementen (die haben eine geringe Masse und daher auch eine geringe Wärmekapazität).

3.) Direkt vor der Störung (bis zu 2x ihres Radiuses links und rechts) ebenfalls Thermoelemente anordnen.

4.) Direkt im Wirbelbereich genügend Thermoelemente anordnen, so dass sie lokale Temperaturunterschiede feststellen können.

5.) Thermoelemente im Bereich zwischen dem Nahbereich (wie in 2) und dem Fernbereich anordnen, also dort, in denen die Wirbel gerade noch existieren, bevor sie in der allgemeine Strömung untergehen.

Die von diesen Fühlern gewonnenen Daten ergeben dann doch rent gutes Bild von dem, was hier eigentlich abläuft.

Und Thermoelemente selber herzustellen ist nicht besonders schwer. Man braucht eigentlich nur einen dicken Trafo und etwas Übung.

Ein Thermolement muss zwei Materialien bestehen, die in der sog. elektrischen Spannungsreihe auseinander liegen - je weiter, desto besser. Aber die Gegebenheiten schränken die Wahl der Materialien dann doch ein.

Zur Herstellung des Thermokontaktes: man verdrillt die zwie Drähte miteinander und danach verrschmilzt man sie. Das sollte eine kleine Kugel ergeben, von der man ggf. alle überstehenden "Fuseln" entfernt. Das Verschmelzen erfolgt auf dem Prinzip der Widerstandsschweißung: die beiden Anschlüsse des Trafos werden auf entgegengestzte Seiten der Verbindung angelegt.

Zuviel Strom oder zu lange Einwirkzeit zerstört das Element, aber so kritisch ist es auch nicht: ich habe unter der Anleitung meines Onkels (vor ca. 15 Jahren) durchaus brauchbare Ergebnisse erzielt.

Bevor mein Artikel zu lang wird, mache ich einen Vorschlag: Wir diskutieren Detail in einem neuen Thread.
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Jeder Schwachkopf kann behaupten - aber nur wenige können beweisen.
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