Titel: | Versuche über den Vortheil, welcher bei Dampfkesseln durch Verhinderung der Wärmeausstrahlung aus Kessel, Dampfrohr u.s.w. erlangt wird; von TH. Wicksteed. |
Fundstelle: | Band 79, Jahrgang 1841, Nr. LI., S. 243 |
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LI.
Versuche uͤber den Vortheil, welcher bei
Dampfkesseln durch Verhinderung der Waͤrmeausstrahlung aus Kessel, Dampfrohr
u.s.w. erlangt wird; von TH.
Wicksteed.
Aus dem Civil Engineers and Architects' Journal Bd. III.
S. 367, im polytechn. Centralblatt 1844, Nr. 4.
Wicksteed, uͤber Verhinderung der Waͤrmeausstrahlung
bei Dampfkesseln etc.
Wicksteed stellte eine sehr lange andauernde, mit ganz
besonderer Sorgfalt ausgeführte Versuchsreihe über die verschiedenen Mittel an,
durch welche man den Wärmeverlust am Kessel und dem Dampfrohre und die daraus
folgende Abkühlung des Dampfes zu verhindern sucht, namentlich aber mit dem zu
diesem Zweke besonders empfohlenen Patentfilze von Borradaile. Es wurde bei diesen Versuchen die Menge des durch ein
bestimmtes Gewicht von Kohlen verdampften Wassers bestimmt, wenn Kessel, Dampfrohr
u.s.w. gar nicht, oder mit ein, zwei, drei und vier Schichten des Patentfilzes oder
Sakleinwand belegt waren, und eben so die unter diesen verschiedenen Verhältnissen
erforderliche Dampfmenge zur Production des Kraftmomentes von einer Pferdekraft
abgeleitet. Der bei den Versuchen benuzte Kessel war ein Boulton- und Watt'scher
lastwagenförmiger, mit einer Rauchröhre; seine Länge betrug 24 Fuß, seine Tiefe 8
Fuß 8 Zoll, Weite im weitesten Theile 5 Fuß 11 Zoll Weite des Rauchrohres 2 Fuß 6
Zoll, Tiefe desselben 3 Fuß. Die Dampfmaschine war eine einfach wirkende, mit
60zolligem Cylinder und 7 Fuß 11 Zoll mittlerem Hub; der Dampfcylinder war mit einem
Mantel umgeben und der Zwischenraum zwischen beiden mit Dampf angefüllt.
Die bei den folgenden Uebersichten aufgeführten acht Beobachtungsreihen entsprachen
folgenden Anordnungen an der Maschine:
1) Kessel, Dampfrohr und Züge nicht bedekt.
2) Kessel und Dampfrohr mit 3 Schichten Sakleinwand bedekt.
3) Kessel und Dampfrohr mit 5 Schichten Sakleinwand bedekt.
4) Kessel und Dampfrohr mit einer Lage von Borradaile's
Patentfilz bedekt.
5) Kessel und Dampfrohr mit 2 Lagen desselben bedekt.
6) Kessel und Dampfrohr mit 3 Lagen desselben bedekt.
7) Kessel und Dampfrohr mit 3 Lagen und die Züge um den Kessel mit 1 Lage des
Patentsilzes bedekt; endlich
8) Kessel und Dampfrohr mit 4 Schichten und die Rauchzüge oben mit 2 Schichten
Patentfilz bedekt.
Bei diesen Versuchsreihen fanden folgende Verhältnisse statt, die wir hier nur für
die ganzen Reihen, nicht für die einzelnen Versuche aufführen:
Textabbildung Bd. 79, S. 244
Nr. der Versuchsreihe; Anzahl der
Versuche; Gesamtdauer derselben. Stunden; Verbrannte Kohlen. Bushels; Mittlere
Temperatur vor der Verdampfung. Grade Fahrenheit; Durch 12 Pfd. Kohlen wurden
verdampft an Wasser: Pfunde; Durch 112 Pfd. Kohlen wurden an Wasser verdampft:
Kubikfuß; Kubikfuß Wasser, in der Temp. des Siedepunktes durch 112 Pfd. Kohlen
verdampft; Verhältniß der letzten Zahlen
Jeder Versuch wurde an einem anderen Tage angestellt, und es war die Dauer von 10 1/4
bis 12 Stunden. Die Kohle war von gleicher Beschaffenheit, und es wog ein Bushel
genau 84 Pfd. Die Menge des verdampften Wassers wurde so bestimmt, daß die
Speisungscisterne mit 21 Cntrn. Wasser auf einmal und so oft, als es nöthig war,
gefüllt wurde, und daß dann durch die Anzahl der Füllungen in 24 Stunden das Gewicht
des gesammten verdampften Wassers bestimmt wurde.
Bei den folgenden fünf Versuchsreihen war der Zustand der umwundenen Theile
folgender:
1) Cylinder, Dampfmantel und Dampfrohr nicht umwunden.
2) Cylinder, Dampfmantel und Dampfrohr mit einer vierfachen Lage des Patentfilzes
umwunden.
3) Cylinder, Dampfmantel und Dampfrohr mit vierfacher, Cylinderdekel mit einfacher
Lage von Patentfilz bedekt.
4) Cylinder, Dampfmantel, Dampfrohr, Cylinderdekel und Ventilkasten mit vierfacher
Lage von Patentfilz bedekt.
5) Ebenso und noch mit Wachsleinwand.
Textabbildung Bd. 79, S. 245
Nr. der Versuchsreihe; Anzahl der
Versuche; Dauer der Versuche. Stunden; Gewicht des verdampften Wassers. Centner;
Anzahl der Kolbenspiele; Höhe der gehobenen Wassersäule. Fuß; Anzahl in der
Minute; Moment der Wirkung in Pferdekräften; Verdampftes Wasser bei einer
Pferdekraft in Kubikfußen; Verhältniß der letzten Zahlen.
Hiebei wurde die Höhe der Wassersäule, deren Druk die Pumpe zu überwinden hatte,
durch ein Queksilbermanometer von 15 zu 15 Minuten abgenommen, und hieraus das
Mittel gesucht.
Bei einer Umwindung mit einer Lage Patentfilz war die Verdampfung etwas stärker als
bei 5 Lagen Sakleinwand, bei zwei Lagen Filz nicht größer als bei einer, bei drei
Lagen dagegen etwa 1,4 Proc. größer; durch eine Lage von Filz auf die obere
Mauerfläche der Züge wurde die Verdampfung um 3,9 Proc. gesteigert. Um die größte
Ersparung an Brennmaterial zu erhalten, ist daher eine dreifache Lage von Patentfilz
auf die übrigen Theile, und mindestens eine einfache Lage auf die Züge erforderlich.
Durch Umwindung des Cylinders, Dampfrohres u.s.w., verbunden mit Belegung des
Kessels, kann nach der aufgestellten Versuchsreihe 25 5/8 Proc. Brennmaterial
erspart werden. Damit ist natürlich auch eine größere Haltbarkeit der Kessel
verbunden, da die Dauer eines Kessels in directem Verhältnisse mit der Menge des
unter demselben verbrannten Brennmaterials steht, und offenbar erst nach längerer
Zeit eine bestimmte Menge verbrannt wird, wenn das Brennmaterial überhaupt einen
größern Effect gibt. Ferner bringt bei Dampfschiffen eine Verminderung des
Brennmaterials nothwendig eine Vermehrung der Nettotragkraft hervor, da die sonst
durch Brennmaterial hervorgebrachte Last durch Transportgut ersezt werden kann.
Endlich ist der Filz ein vortheilhaftes Schuzmittel gegen Feuersgefahr.
Die beim Bekleiden mit Filz und Wachsleinwand nöthigen Kosten sind natürlich nach der
Größe und Art der Maschine verschieden; bei der Maschine für die Versuche machte
eine vierfache Belegung in der oben angegebenen Art 96 L. Aufwand, während die
jährliche Ersparniß an Brennmaterial 234 L. beträgt. – Um dem Filze die
gehörige Dauer zu sichern und ihn namentlich vor dem Ankohlen zu hüten, sind die zu
belegenden Metalle erst mit einer Mischung von Bleiweiß, Alaun, Pariser-Weiß und Leinöhl zu
überziehen; der Vernachlässigung dieser Vorschrift wird der Brand auf dem Dampfboote
Great-Western zugeschrieben.
Um zu bestimmen, welche Temperatur der Filz abzuhalten vermöge, ohne sich zu
verändern, wurden von Arthur Aikin Versuche angestellt,
aus denen sich ergibt, daß der Filz 400 bis 450° F. ohne weitere Veränderung
zu ertragen vermag, daß er bei 450 bis 480° F. seine Farbe verändert, schwarz
wird und einen Geruch wie von verbrannten Haaren verbreitet, und daß er daher für
lange Zeit offenbar nur eine Temperatur von 400° F., ohne sich zu verändern,
mit Sicherheit auszuhalten vermag und auf kurze Zeit höchstens bis 440° F.
erhizt werden darf. Die zwischen dem Filz und dem Metall angebrachte Zwischenschicht
ist keineswegs gleichgültig, und namentlich sind Bleioxyde mit Oehl vermischt dazu
keineswegs zu empfehlen, da dieselben bei gehöriger Erhizung sich unter Berührung
mit den von dem erhizten Qehle entstehenden Zersezungsproducten reduciren und dabei
eine Wärme entwikeln, welche unter geeigneten Umständen wohl im Stande ist, das Oehl
zu entzünden.
Als ein vollkommen schüzendes Zwischenmittel zwischen Metall und Filz, welches sich
namentlich auch fest mit der Metalloberfläche verbindet, wird von Aikin folgendes empfohlen: man trokne festen Thon und
gelben Sand bei einer den Siedepunkt nicht übersteigenden Temperatur, verwandle sie
in Pulver und siebe sie fein aus; dann nehme man 4 Maaß Sand und 2 Maaß Thon gut
vermischt zu 1 Maaß Oehlkuchen (linseed meal) und 1 Maaß
Pferdemist, und vermische Alles möglichst gleichförmig. Die Mischung wird in
siedendes Wasser allmählich eingerührt, bis eine schlüpfrige, halb gelatinöse Masse
entsteht, die durch eine Kelle am besten auf die Metallfläche aufgetragen werden
kann. Die erste Lage muß sehr dünn und mit besonderer Berüksichtigung, daß sie sich
allseitig gut anlegt, aufgetragen werden; die andern Schichten bedürfen keiner so
großen Sorgfalt als die erste.