Park Update: Coanda-Effekt im Park

21. Oktober 2020

Was glänzt denn da? Seit ein paar Wochen steht eine 2.5 Meter hohe und 200 kg schwere Edelstahl-Skulptur des Künstlers William Pye unter der Wunderbrücke. Sie sieht etwas aus, wie ein gigantischer Pilz. Tatsächlich werden zukünftige Park-Besucher daran den «Coanda»-Effekt beobachten – und stören können.

Der britische Künstler William Pye kreiert faszinierende Skulpturen – meistens aus Edelstahl und mit Wasser. Er lässt sich dabei von verschiedenen Wasserphänomenen inspirieren und bringt die Naturgesetze der Hydrostatik und deren Manipulation in künstlerischer Form hervor. Bei unserer Skulpur, wie sie ähnlich auch schon in London steht, geht es um den sogenannten Coanda-Effekt.

Der Coanda-Effekt

Wir alle kennen die Naturgesetze des Wassers: ist ein Brunnen voll, fällt das Wasser über den Rahmen in die Tiefe – wie ein Wasserfall. Der Coanda-Effekt zeigt jedoch, dass das nicht unbedingt so ist: An einer konvexen Oberfläche scheint das Wasser «entlangzulaufen», anstatt sich abzulösen und sich in der ursprünglichen Fliessrichtung weiterzubewegen. Es besteht eine Haftung zwischen Wasser und Oberfläche. Das passiert tatsächlich auch mit Luft und andere Gasen sowie auch mit Flüssigkeiten – aber nicht mit allen (z.B. nicht mit flüssigem Stickstoff oder gasförmigen Helium)!

Aber warum sollte eine Flüssigkeit einer gekrümmten Oberfläche folgen? Die Antwort ist die Viskosität: der Strömungswiderstand, der der Flüssigkeit auch eine Art «Klebrigkeit» verleiht. Die Viskosität des Wassers reicht aus, dass die Moleküle an der Oberfläche haften wollen: Die Relativgeschwindigkeit zwischen der Oberfläche und den nächstgelegenen Wassermolekülen ist genau Null. Knapp über der Oberfläche hat die Flüssigkeit eine geringe Geschwindigkeit. Je weiter man sich von der Oberfläche entfernt (schon bei weniger als 2 cm), desto schneller bewegt sich das Fluid. Da das Fluid in der Nähe der Oberfläche eine Geschwindigkeitsänderung aufweist, wird der Fluidstrom zur Oberfläche hin gebeugt.

Entdeckt hat dieser Effekt übrigens Henri Coanda, der 1910 sein erstes Flugzeug baute. Der Motor war an der Rumpfspitze angebracht und sollte die beiden Schubstrahlen schräg nach hinten ausstossen. Bei der ersten Erprobung beobachtete Coanda jedoch, dass die heissen Gase der Rumpfkontur folgten und daran entlangströmten. Das Flugzeug wurde bei diesen Arbeiten zerstört, eine neue Entdeckung jedoch gewonnen! Heute gibt es technische Anwendungen des Effektes auch in der Luftfahrt oder bei Rennautos.

>> Am 18. April 2021 eröffnen wir den Technorama-Park! Bis dahin gibt es noch viel zu tun! Doch dafür haben wir viele helfende Hände.

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