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Fa. Theorem

Forschung und Entwicklung von verbesserten Wasserturbinen

Sabine Hilpert

Kirchplatz 18

96264 Altenkunstadt

Was der Energiewasserbau bisher energetisch nicht beachtet hat:

An jeder Wasserturbine treten beim Betrieb jeweils zwei Massenträgheitskräfte auf, die in unterschiedliche Richtungen wirken.

1. Das Massenträgheitsmoment der Rotations-geschwindigkeit, bezeichnet als die kinetische Rotations-energie des Turbinenrades in Drehrichtung nach:

$E_{{\mathrm {rot}}}={\frac {1}{2}}{\vec \omega }\cdot {\mathbf {\Theta }}{\vec \omega }$

M = I α {\displaystyle M=I\,\alp

2. Das zeitgleich radial nach außen wirkende Massenträgheitsmoment, infolge der durch die Eigenrotationsbewegung erzwungene, ständige Richtungs-änderung jedes einzelnen Turbinenradmassepunktes, nach

F = m * r * ω²

welche den Naturwissenschaften seit 1703 als Zentrifugalkraft bekannt ist und in Form von potentieller Energie innerhalb der Turbinenradmasse verborgen ist.

Die Grundlage der Energieumwandlung in allen Wasserkraftwerken ist die Beschleunigungsgröße von 9,81 m/s² ( = 1 g ) mit dem die Gravitation auf die fallende Wassermasse einwirkt. Die auskoppelbare Größe der Rotationsenergie jeder Wasserturbine resultiert aus der Menge der an der Turbine vorbeiströmenden Wassers, welches seine aus dem Gravitationsfeld erhaltene Bewegungsenergie (seine Massenträgheitskräfte) auf entsprechend ausgebildete Profile des Turbinenrades überträgt.

Das zweite Trägheitsmoment der Rotations-bewegung, die Zentrifugalkraft, verursacht völlig unabhängig von der Größe der zugeführten Antriebsenergie mit 1 g noch zusätzlich bis zu 50 g radial nach außen wirkende Beschleunigungskräfte, jedoch nur innerhalb des Turbinenradmaterials. Welchen Einfluss haben diese Radialkräfte auf das Arbeitsvermögen Turbinenrades?

Überhaupt keinen.

Diese sehr realen Zugkräfte belasten ausschließlich das Turbinenradmaterial und haben auf Grund ihrer zur Drehbewegung neutralen Wirkrichtung (90° zur Drehrichtung) und ihrer Rück- bzw. Wechsel-wirkungsfreiheit keinerlei physikalischen Einfluss auf die Größe des Rotationsenergiegehaltes des Turbinenrades.

Innerhalb des rotierenden Turbinenradmaterials ist somit jeweils ein z. T. enormer Überschuss an potentieller Energie, in Form von zentrifugalen Beschleunigungs- bzw. Spannkräften vorhanden. Die erforderliche Gegenkräfte zu diesen Zug- und Spannkräften bringt das Turbinenradmaterialgefüge dann selbst (als rein passiv wirkende Zentripetalkraft) in das rotierende System ein.

Um diese enormen Beschleunigungskräfte in ein Arbeitsvermögen umzuwandeln, ist es daher erforderlich, auch das zu- bzw. durchströmende Wasser dieser Beschleunigung auszusetzen, d.h. einen durchströmbaren Hohlraum innerhalb der Turbine zu schaffen, um die Rotationsbewegung der Turbinenmasse ebenfalls von der Wasser-masse mit ausführen zu lassen.

Wird die Flüssigkeit also, statt nur außen an der Turbine vorbei zu strömen, durch das Innere der Turbine geführt und trifft dort auf einen "Leitapparat" welcher die Flüssigkeit in die Rotationsbewegung zwingt, dann wirken im Inneren dieser neuen Turbine statt 1 g bis zu 50 g auf die Flüssigkeit.

50-mal mehr Energie, bei gleicher Drehzahl, gleicher Fallhöhe und gleichem Schluckvermögen ...

Warum wurde diese Möglichkeit eines solchen Zugewinns an Arbeitsvermögen bisher vom Energiewasserbau übersehen?

Das wurde sie nicht, die Möglichkeit eines Zuwachses an Arbeitsvermögen infolge radial auswärts wirkender Zentrifugalkraft wurde bereits 1868 (!) von Julius Weissbach in seinem Lehrbuch der Ingenieur- und Maschinen-Mechanik, auf Seite 543 unter §. 235; "Tangentialräder"

https://archive.org/details/lehrbuchderingen02weis/page/543/mode/1up

detailliert beschrieben.

Infolge dessen, dass die Zentrifugalkraft als nicht-wechselwirkende Kraft nicht dem 3. Newtonschen Axiom von actio und reactio unterliegt, ergibt sich aus dieser Tatsache die Unanwendbarkeit des Satzes der Erhaltung der Energie sowie die Möglichkeit, erstmals eine hydraulischen Maschine zu konstruieren, deren Wirkungsgrad die 100 % Grenze problemlos übersteigt, ohne damit einen Erhaltungssatz zu verletzen.

Wir öffnen durch die Einführung der "Hilpert-Turbine" ein völlig neues Kapitel in der Technik-Geschichte des Energiewasserbau.

Die "Hilpert-Turbine" ist das mechanische Äquivalent zum dynamo-elektrischen Prinzip.

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