Wasser Vortex Wirbler

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.

MPEG-Video 457kB 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.

Wirbelbildung

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.

MPEG-Video 406kB 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.

MPEG-Video 521kB 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.

Wasserei

Wasserei 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
Wolfgang Wiedergut

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.

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