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und verändert sich längs des Flügels mit dem Abstand
l
. Die Kunst, einen möglichst ezi-
so zu optimieren, dass für die verschiedenen Werte von
α
der Autriebbeiwert
c
A
so groß
wie möglich, dagegen der Widerstandbeiwert
c
W
so klein wie möglich ist. Betrachten wir
die Grenzfälle:
•
Ist
α
= °, so dominiert der Autrieb und der Anstellwinkel des Flügels gegen
v
sollte
nach Abb.
6.40
in der Nähe von
γ
≈ ° liegen.
•
Ist
α
≈ °, so dominiert der Widerstand und der Anstellwinkel des Flügels gegen
v
U
sollte nach Abb.
6.40
in der Nähe von
γ
≈ ° liegen, so dassnoch ein Autrieb vorhanden
ist.
DarausergibtsicheinlängsderFlügellänge verdrilltesFlügelprofil,wie essocharakteris-
tisch für die Flügelblätter vonWindkratanlagenist undwie es schematisch in der Abb.
6.41
gezeigt ist.
6.8 Die Strömungsenergie: Wasserkraftwerke
Neben dem Kohlenstoffkreislauf, den wir in Abschn.
6.2.1
behandelt haben, besitzt die
Erde auch einen Wasserkreislauf, der von der
Verdunstung
des Wassers auf der Erdober-
fläche und der
Kondensation
des Wasserdampfs in der Erdatmosphäre angetrieben wird.
Die Verdunstung, wie auch die Kondensation bezeichnen Phasenübergänge zwischen dem
flüssigen und gasförmigen
Aggregatzustand
des Wassers. Für ersteren wird thermische
Energie Δ
Q
D
benötigt, die bei der Kondensation in der Atmosphäre wieder an diese zu-
rückgegeben wird und mitverantwortlich ist für die Einstellung der Luttemperatur. Die
Kondensation führt zum Niederschlag, das Wasser erreicht als Regen aus der Erdatmo-
sphäre wieder die Erdoberfläche.
Verdunstung und Niederschlag spielen sich sowohl auf und über den Landflächen wie
auch auf und über den Meeresflächen der Erde ab. Allerdings überwiegt die Verdunstung
auf den Meeresoberflächen, während der Niederschlag über den Landflächen größer ist als
die Verdunstung auf der Landoberfläche. Das hat zur Folge, dass Wasser aus den Meeren
über die Atmosphäre zu den Landflächen transportiert wird, von wo es entweder durch
Verdunstung wieder in die Atmosphäre gelangt oder unter dem Einfluss der Gravitations-
krat in Flüssen,Bächenund anderenWasserläufenwieder in das Meer zurückfließt. Dieser
Wasserkreislauf
führt dazu, dass sich ein globales Verteilungsmuster von Verdunstungs-
und Niederschlagsgebieten auf der Erde einstellt, das in der Abb.
6.42
gezeigt ist. Beson-
ders häufige und starke Niederschläge finden wir daher in den Tropenregionen der Erde
und in der Zone des Westwinddrits, zu der auch Europa gehört. Dagegen ist die Zone der
Passatwinde ein ausgesprochenes Trockengebiet, zu ihr gehört zum Beispiel die Sahara.
Fragt man, wo sich das Wasserbzw. der Wasserdampf befinden und wieviel von beiden,
