Diese Versuche habe ich als AEG-Entwicklungsingenieur 1968 durchgeführt mit heißem Wasser am Eintritt und einem Gemisch aus Tropfen und Dampf am Austritt der Düse. Wie bei einer Heißwasserrakete findet dabei eine Entspannungsverdampfung statt. Wäre das Medium Luft gewesen, so hätte es keiner Versuche bedurft. Man hätte eine einfache Form aus bekannten Gesetzen berechnen können und Wirkungsgrade über 90% erreicht. Meines Wissens könnte man auch heute noch nicht die Strömung in der Düse berechnen. Durch Siedeverzug, Schlupf zwischen Tropfen und Dampf, 3-dimensionale turbulente Grenzschicht mit Ausbildung eines Flüssigkeitsfilms an der Wand sowie Überschallphänomenen im divergenten Teil ist die Strömung fernab vom thermodynamischen Gleichgewicht.

Die Düse war gedacht als eine Komponente eines Energiewandlers (thermische in elektrische Energie) ohne rotierende Teile für Satelliten und Weltraumstationen und sollte mit Flüssigmetall (NaK) betrieben werden. Ein Reaktor sollte das Metall erhitzen, die Düse die thermische Energie in kinetische wandeln, und nach Kondensation des Dampfs sollte der beschleunigte Metallstrom in einem magnetohydrodynamischen (MHD) Wandler elektrische Energie auskoppeln und dann zur Wärme quelle zurückgeführt werden.

Literatur dazu:

J. Klockgether, H.-P. Schwefel, Two-phase nozzle and hollow-core jet experiments, in: Proceedings of the 11th Symposium on Engineering Aspects of MHD, Cal. Inst. Techn., 1970, pp. 141–148.

R. Radebold, H.-P. Schwefel u. a.: Energy conversion with liquid-metal working fluids in the MHD-Staustrahlrohr, in: Proceedings of the Fifth International Conference on Magnetohydrodynamic Electrical Power Generation, Munich, Wien 1971, pp. 195-214.

Herr Klockgether war für die sog. Hohlstrahl-Kondensation hinter der Düse zuständig, Herr Radebold Erfinder des MHD-Staustrahlrohrs.

Hans-Paul Schwefel - 05.08.09

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