Einfluss der Fließgeschwindigkeit bei Wasserrädern

Bereits im letzten Jahr hat der 12-jährige Mats Raaf vom Paul-Klee-Gymnasium in Rottenburg Messungen an einem Wasserrad mit verschiedenen Durchmessern untersucht. Untersucht wurde der Wirkungsgrad aus hydraulischer und elektrischer Leistung. Den Einfluss der Fließgeschwindigkeit konnte nur qualitativ berücksichtigt werden. Daher hat der Jungforscher das Projekt mit genauen Sensoren und einer Messdatenerfassung mittels Arduino fortgeführt.Mit Hilfe der Bernoulli-Energiegleichung, kann die Fließgeschwindigkeit des Wassers beim Austreten aus der Düse bestimmt werden. Gleichzeitig wird die Umlaufgeschwindigkeit des Wasserrads mit einer genauen Drehzahlmessung ermittelt. Mats Raaf hat den Unterschied in diesen Geschwindigkeiten untersucht. Mit den Newton’schen Gesetzen lässt sich daraus die Kraft des Wassers auf das Wasserrad berechnen.