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Technischer Aufbau
So arbeitet die Wärmekraftmaschine
Kreisel mit Innenleben
Rolf Kranen hat einen Kreisel mit Innenleben gebaut. Sein Durchmesser beträgt ein Meter. Mit viel Kraft wird er auf 1000 Umdrehungen pro Minute gebracht
Nur noch ungefähr fünf Watt
Er benötigt dann nur noch ungefähr fünf Watt um die Drehzahl zu halten. Das ist eine verschwindend geringe Menge.
Untere Kammer: Die Kompressionskammer
Das Innenleben des Kreisels besteht aus 3 Schichten. Die untere Kammer, die Rolf Kranen Kompressionskammer nennt, enthält acht Teilkammern. Alle werden mit einer Kühlflüssigkeit gefüllt, wie man sie aus Kühlschränken kennt. Als er sein Funktionsmodell in einem Winter testete, war die Umgebungstemperatur sieben Grad.
Nach der Befüllung herrschte in den Teilkammern ein Druck von 3,5 bar. Er beschleunigte den Kreisel auf 1000 Umdrehungen pro Minute. Weil die Rotation ein künstliches Schwerkraftfeld erzeugte, stieg der Druck auf 8,5 bar.
Mittlere Kammer: Die Mischkammer
Bei dem Druck von 8,5 bar werden Ventile geöffnet. Die Flüssigkeit spritzt durch den hohen Druck aus der Kompressionskammer in die mittig angebrachte Mischkammer. Sie besitzt ebenso acht Teilkammern. Da sind wir beim Thema „Wassersäule“. Nur dass die Säule nicht nach oben sprudelt, sondern durch die Zentrifugalkraft horizontal abgelenkt wird. Gäbe es solche Druckverhältnisse bei Rolf Kranens Wassersäulenmodell, dann würde der austretende Wasserstrahl die Wassersäule deutlich übersteigen.
Das ist die Voraussetzung, dass sich der Prozess selbst erhält. Damit nicht genug. Beim Eintritt in die praktisch drucklose Mischkammer entspannt sich das Kältegas. Es verdampft und vergrößert sein Volumen um rund das 1000-fache. Die Rotation und die Kammerkonstruktion schleudern das Gas dann in die Mitte des Kreisels.
Jedes der Gasmoleküle gerät in einen Sog zum Zentrum des Kreisels und bekommt eine chaotische Flugbahn. Es entsteht ein regelrechter Tornado in der Maschine. Die Moleküle stoßen auf Ihrem Weg unterschiedlich oft zusammen. Sie werden dabei energetisch aufgeladen und beschleunigen. Sie erwärmen sich mit jedem Aufprall, denn Energie bleibt erhalten.
Am Ende des Weges durch die Mischkammer passiert es dann. Die Moleküle, die viele Zusammenstöße hatten und dadurch heiß sind, prallen auf ein Metallgitter, den sogenannten Tropfenabscheider. Sie verflüssigen sich und fließen durch eine Verbindungsöffnung in die Kompressionskammer. Dabei wird die Kompressionskammer mit neuer Wärme angereichert.
Obere Kammer: Die Wirbelkammer
Die kalten Moleküle, die wenig Zusammenstöße hatten, sind nicht in der Lage, den Flüssigkeitsspiegel zu durchdringen, den die heißen Moleküle am Tropfenabscheider bilden. Sie werden in die Wirbelkammer oberhalb der Mischkammer abgelenkt. Die Wirbelkammer hat keine Teilkammern. Die Moleküle, die dort hingelangen, werden durch die Zentrifugalkraft nach außen geschleudert und der Mischkammer wieder zugeführt.
Es wird Wärme durch den Prozess erzeugt und das ist die gewonnene Energie. Darum Wärmekraftmaschine.
Der Maxwellsche Dämon
James Clerk Maxwell (1831 - 1879), schottischer Physiker.
Er entwickelte einen Satz von Gleichungen (die Maxwell-Gleichungen), welche die Grundlagen der Elektrodynamik sind, insbesondere sagte er 1864 die Existenz von elektromagnetischen Wellen voraus, die Heinrich Hertz als erster 1886 erzeugte und nachwies. 1866 entwickelte er die kinetische Gastheorie und gilt damit als einer der Begründer der Statistischen Mechanik neben dem später wirkenden Ludwig Boltzmann. Die klassische Geschwindigkeitsverteilung von Gasmolekülen (Maxwell-Boltzmann-Verteilung) ist nach beiden benannt.
Für das, was in der Wärmekraftmaschine abgeht, gibt es eine Erklärung. Vom schottischen Physiker James Clark Maxwell. 1871 philosophierte er über den zweiten Hauptsatz der Thermodynamik: „Wärme kann nicht ohne einen weiteren Prozess von einem kalten zu einem wärmeren Körper fließen.“ Wäre das ohne Prozess machbar, überlegte Maxwell, ermöglichte dies, eine Turbine anzutreiben.
Jeder hat schon einmal Wasser auf einem Herd erwärmt. Dabei lässt sich folgendes beobachten: Kocht es, entweicht Wasserdampf über dem Wasser. Das sind die heißen Wassermoleküle, die ihren Aggregatzustand in Dampf ändern. Die kälteren bleiben als Wasser im Topf. Molekular betrachtet, ist heißes Wasser ein Gemisch.
Genauso ist das Gas in der Mischkammer ein Gemisch aus langsam und schnell fliegenden Molekülen. Die gemessene Temperatur ist ein Mittelwert aus diesem Durcheinander. Maxwell entwarf folgendes Bild: „Würde der Behälter in der Mitte geteilt und hätte er dort ein kleines Türchen, das von einem “Dämon“ kontrolliert wird, wäre folgendes möglich: Wenn ein langsames Gasmolekül von der linken Seite auf das Tor zufliegt, dann macht der Dämon es schnell auf und lässt das Molekül durch. Wenn ein schnelles Molekül von rechts kommt, macht er das Tor ebenfalls auf. Am Ende sind rechts alle langsamen (kalten) Moleküle und links alle schnellen (warmen) Moleküle“. Seither wird diese Überlegung „Maxwellscher Dämon“ genannt und genau das passiert in Rolf Kranens Wärmekraftmaschine.
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