Titel: | Bericht über Versuche an einer 400pferdigen Ventil-Dampfmaschine von Gebrüder Sulzer in der Kammgarnspinnerei zu Augsburg; von Prof. C. Linde in München. |
Fundstelle: | Band 201, Jahrgang 1871, Nr. CXVII., S. 481 |
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CXVII.
Bericht über Versuche an einer 400pferdigen
Ventil-Dampfmaschine von Gebrüder Sulzer in der Kammgarnspinnerei zu Augsburg; von Prof.
C. Linde in
München.
Aus dem bayerischen Industrie- und Gewerbeblatt,
1871 S. 131.
Mit Abbildungen auf Tab.
X.
Linde, über Versuche an einer 400pferdigen
Ventildampfmaschine.
Die Versuche, über welche hier berichtet werden soll, waren dadurch veranlaßt, daß
ermittelt werden sollte, ob die von Gebrüder Sulzer in
Winterthur gelieferte Dampfmaschine die garantirte Leistung habe. Die Garantie bezog
sich auf den Wasserverbrauch für die indicirte Arbeitsleistung und es war somit zunächst bloß
die Beantwortung der Frage nothwendig: wie groß der stündliche
Wasserverbrauch
pro indicirte Pferdest ärke sey. Derselbe sollte gemäß
der durch die Lieferanten übernommenen Verpflichtung zwischen 16 und 18 Pfd. liegen.
Wenn eine Ausdehnung der Versuche über weitere Fragen statt gefunden hat, so geschah
dieß nur insoweit, als es sich leicht im Anschluß an jene Untersuchung durchführen
ließ, und geschah theilweise erst, nachdem die Versuche bereits im Gange waren. Es
muß dieß voraus geschickt werden, um in den Dispositionen und in der Durchführung
der Versuche Manches zu erklären, was in anderer Weise hätte behandelt werden
müssen, wenn eine umfassende und wissenschaftlich exacte Unter suchung der
Gesammtanlage in allen ihren Organen beabsichtigt gewesen wäre.
Insbesondere mußte bei der erheblichen Stärke der Maschine von 400 Pferdekräften und
wegen localer Schwierigkeiten auf eine genaue Ermittelung der effectiven Arbeitsleistung der Maschine durch Bremsdynamometer verzichtet
werden.
Dagegen wurden diejenigen Beobachtungen vorgenommen, welche die Leistung der
Dampferzeugungsapparate und des benutzten Brennmateriales zu ermitteln geeignet
sind.
Die gefundenen Resultate stellen immerhin eine so stattliche Summe interessanter und
wichtiger Thatsachen dar, daß deren Veröffentlichung willkommen seyn muß, wobei nur
zu wünschen ist, daß durch allgemeinere und häufigere Vornahme solcher Versuche und
durch Publication des Gefundenen in der Weise, wie es besonders im Elsaß mehrfach
geschehen ist, die Zusammenstellung der Daten ermöglicht werde, welche zu einer
vergleichenden Beurtheilung der verschiedenen Systeme von Dampfapparaten
erforderlich sind.
Alle Angaben und Zahlen, welche hier mitgetheilt werden, beruhen auf sorgfältiger und
gewissenhafter Beobachtung und Aufzeichnung, welche zum großen Theil durch
Doppelbeobachtung und dadurch controllirt erscheinen, daß die Versuche die
beträchtliche Dauer von 4 Tagen umfaßten.An diesen Versuchen haben folgende Herren ohne Unterbrechung theilgenommen:
Bissinger, Ingenieur der Maschinenfabrik
Augsburg; Hirzel und Märklin, Ingenieure der Maschinenfabrik von Gebr. Sulzer in Winterthur; Maurer, Studirender der polytechnischen Schule in
München; Mehl, technischer Dirigent der Augsburger Kammgarnspinnerei; Schoffer, Civilingenieur in Augsburg; Sommer, Techniker in der Augsburger
Kammgarnspinnerei; Walther, Ingenieur des
bayerischen Dampfkessel-Revisionsvereines, endlich der Berichterstatter.
I. Beschreibung
der Anlage.
Die Augsburger Kammgarnspinnerei bedient sich zum Betriebe ihrer 36780 Spindeln nebst
142 Webstühlen und 3733 Zwirnspindeln in erster Linie dreier Turbinen von zusammen
80 bis 90 Pferdestärken und sodann zur Ergänzung der erforderlichen Betriebskraft
der den Versuchen zu Grunde gelegenen Dampfmaschine.
Die Maschine. Diese von Gebrüder
Sulzer in Winterthur (Schweiz) nach eigenem Constructionssystem erbaute und
seit Mitte December 1870 im Betriebe befindliche Maschine ist eine liegende
Zwillingsmaschine mit Ventilsteuerung, variabler vom Regulator abhängiger Expansion
und mit Condensation.Eine solche Hochdruckdampfmaschine von Gebrüder
Sulzer — mit deren neuer cylindrischen
Geradführung des Querhauptes der Kolbenstange und mit deren besonderer Ventilsteuerung versehen —
gehörte zu den schönsten und zweckmäßigst construirten Dampfmaschinen,
welche auf der Weltausstellung zu Paris i. J. 1867 zu sehen waren. Eine
Beschreibung derselben hat Prof. Carl Jenny in
seinem Bericht über die Motoren im officiellen österreichischen
Ausstellungsbericht (sechste Lieferung, Heft 4, S. 102) mitgetheilt; die
seinem Bericht beigegebenen Figurentafeln enthalten ein perspectivisches
Bild der Maschine, ferner das genaue Detail des Dampfcylinders mit den
Ventilen, dann der Steuerung und des Regulators.A. d. Red.
Ihre Dimensionen sind folgende: Kolbendurchmesser 0,7 Meter, Kolbenhub 1,5 Meter.
Sie läuft mit einer mittleren Geschwindigkeit von 40 Umdrehungen pro Minute, so daß die mittlere Kolbengeschwindigkeit 2
Meter beträgt. Auf der Kurbelwelle befindet sich das mit Zahnkranz versehene
Schwungrad von 6,87 Meter Durchmesser und greift in ein auf einer hohlen Achse
sitzendes Zahnrad von 2,35 Meter Durchmesser ein. Von dieser hohlen Achse wird die
Transmissionswelle umfaßt, so daß durch Einrückung einer Kuppelung die Wirkung der
Kraftmaschinen combinirt werden kann.
Der Dampfeintritt aus der vom Kesselhause kommenden
Rohrleitung findet durch Vermittelung der die Cylinder völlig umschließenden
Dampfmäntel statt, so daß die durch Excenter geöffneten und durch Federn
geschlossenen (Doppelsitz-) Einlaßventile von 186 Millimeter mittlerem
Durchmesser hart bei der Eintrittsstelle in den Cylinder die Verbindung zwischen
jenem durch den Mantel gebildeten Raum und dem Raum hinter dem Kolben herstellen.
Der „schädliche Raum“ beträgt hierbei circa 3 Procent.
Der Dampfaustritt findet je durch die beiden vermittelst
Excenter geöffneten und geschlossenen Auslaßventile in die auf der Rückseite der Cylinder gelegenen
Condensatoren statt. Die Anordnung der Condensatorpumpen c, deren Bewegung durch die nach rückwärts verlängerten Kolbenstangen b vermittelst der Winkelhebel d, sowie die Ableitung des Condensationswassers aus den Dampfmänteln und
des Kühlwassers aus den Condensatoren ist aus Fig. 19 der bezüglichen
Abbildungen ersichtlich.
Die Kesselanlage. Zum Betriebe der besprochenen Maschine
dienen sechs neben einander liegende Dampfkessel, welche drei verschiedenen Typen
angehören. Die Kessel Nr. 1, 2 und 3 sind einfache cylindrische Kessel mit je zwei
Vorwärmern, die Kessel Nr. 4 und 5 sind Röhrenkessel mit je 95 Rauchröhren von 85
Millimeter innerem Durchmesser, der Kessel Nr. 6 endlich ist ein Fairbairn-Kessel mit zwei Vorwärmern. Bei
sämmtlichen sechs Kesseln findet dreifache Circulation der Feuergase statt, welche
durch einen gemeinsamen Kamin von 38 Meter Höhe und 1,75 Meter Durchmesser im
Lichten (bei achteckigem Querschnitt) abziehen.
Besonders bemerkenswerth ist die Einrichtung der Feuerroste. Die dem technischen Dirigenten des Etablissements, Hrn. Mehl, seit einem Jahre patentirte und bereits vielfach
mit vorzüglichem Erfolge angewendete Construction dieser PlanrosteMitgetheilt im polytechn. Journal Bd. CXCIX S. 436 (zweites Märzheft
1871). bietet, besonders für die Verbrennung kleinkörnigen
Materiales, große Vorzüge. Zur Erfüllung der vor Allem für solches Brennmaterial
vorliegenden Hauptbedingung gleichmäßiger, fein vertheilter Luftzuführung ist die
aus Fig. 16
ersichtliche Anordnung und Dimensionirung gewählt.
Die Stäbe sind mit ihren Enden so neben einander gelegt, daß sie bei seitlicher
Unverschiebbarkeit sich in der Längenrichtung nach Bedürfniß bewegen können, ohne
daß zwischen liegende Brennmaterialtheile hinderlich seyn können, wie dieß bei
gestoßenen Stäben der Fall ist. Durch die starke Abrundung der Enden ist das
Aufstoßen der Stäbe durch die Schürwerkzeuge, überhaupt das Hängenbleiben der
letzteren vermieden. Da die obere Stabdicke 6 Millimeter bei 2 Millimeter
Luftöffnung, die untere 4 Millimeter beträgt, so umfaßt der freie Querschnitt für
den Luftzutritt oben 25 und unten 50 Proc. der Rostfläche.
Als Brennmaterial dient für alle sechs Kessel Penzberger Kohlenklein,
„Gries“ und „Mischkohle,“ welches in
ganz dünnen Schichten aufgetragen wird, wodurch verhältnißmäßig große Rostflächen
bedingt werden.
Die Größe der Heizfächen und Rostflächen bei den sechs Kesseln ist folgende:
Heizfläche bayerische
Rostfläche Quadratfuß
Verhältniß der Rostfläche zur Heizfläche
Nr. 1
644
21
1/30
Nr. 2
481
23
1/22
Nr. 3
644
20,5
1/31
Nr. 4
1302
24
1/54
Nr. 5
1302
21
1/63
Nr. 6
1100
24,5
1/45
Die gesammte Heizfläche beträgt 5473 Quadratfuß oder 466
Quadratmeter; die gesammte Rostfläche aber 134 Quadratfuß
oder 11,4 Quadratmeter; das Gesammt-Flächenverhältniß also 1/40.
Der Dampfdruck in den Kesseln ist auf 5 Atmosphären
Ueberdruck normirt.
Die Speisung dieser Kessel geschieht durch zwei mit
Oberflächencondensation versehene Dampfpumpen (Fig. 17 und 18), so daß
das Speisewasser durch den Abdampf derselben vorgewärmt wird.
Die Dampfentnahme findet in üblicher Weise dadurch statt,
daß aus jedem Kessel, durch ein Ventil abschließbar, ein Dampfrohr in das zum
Maschinenhaus führende Hauptrohr mündet, welches seinerseits durch ein Hauptventil
geschlossen werden kann. Dieses Hauptrohr hat bei 0,21 Meter Durchmesser die
beträchtliche Länge von 63,8 Meter aus dem Grunde, weil die Aufstellung der neuen
Maschine localer Zweckmäßigkeitsrücksichten wegen in jener Entfernung von der
bereits bestehenden Kesselanlage geboten erschien. Zur Ansammlung und Entfernung der
hierdurch bedingten beträchtlichen Condensationswassermenge dient ein vor dem
Maschinenhause aufgestellter Condensationstopf. (Dieses Condensationswasser, sowie
das aus den Dampfmänteln der Cylinder und aus dem Condensator kommende Wasser findet
bei dem starken Bedarf an warmem Wusser in der Fabrik zweckmäßige Verwendung.)
Alle Kessel sind mit Federmanometern versehen; außerdem ist an den Enden der
Hauptleitung im Kesselhause und im Maschinenhause ein solches Manometer
angebracht.
II. Dispositionen für die Versuche.
Zur Beantwortung der Hauptfrage: wie groß der stündliche
Wasserverbrauch
pro
indicirte Pferdestärke sey, war die Erfüllung folgender
Bedingungen erforderlich: 1) constante Füllung in den Cylindern, 2) annäherungsweise
constante Geschwindigkeit, 3) constanter Druck in der Hauptleitung, 4) constanter
Condensatordruck, 5) Messung der während einer beträchtlichen Arbeitsdauer
verbrauchten Wassermenge und 6) Zählung der während dieser Dauer von der Maschine gemachten
Umdrehungen.
Wäre die genaue Erfüllung aller dieser Bedingungen möglich gewesen, so hätte die
Abnahme einiger Diagramme mit dem Watt'schen Indicator
die präcise Beantwortung jener Frage gestattet.
Da aber eine solche genaue Erfüllung nicht zu erwarten war, so wurde zu möglichster
Eliminirung aller aus unvermeidlichen Schwankungen resultirenden Fehler die Abnahme
einer sehr großen Zahl von Diagrammen während einer längeren Dauer in regelmäßigen
Intervallen beschlossen. Diese Dauer wurde zu 4 Tagen à;
12 Stunden, also zu 48 Stunden festgesetzt, innerhalb welcher von 10 zu 10 Minuten
je auf beiden Cylinderseiten Diagramme abgenommen werden sollten, so daß die hohe
Zahl von ungefähr 4×6×48 = 1152 Diagrammen erhalten werden mußte. Auf
diese Art durfte darauf gezählt werden, daß einerseits alle eintretenden
Schwankungen, sowie etwaige Störungen in der Abnahme der Diagramme selbst
ausgeglichen, und ein vollkommen zuverlässiger Mittelwerth zu erzielen seyn werde.
Zur Abnahme der Indicatorcurven war folgende Einrichtung getroffen:
Auf der Achse e (Fig. 19) des zur Bewegung
der Condensatorpumpen dienenden Winkelhebels war ein Segment aufgekeilt, welches
durch ein Hanfband i seine Bewegung auf eine durch ein
Kautschukrohr g gespannte und zurückgeleitete Rolle m übertrug. Auf gleicher Achse mit letzterer befand sich
eine kleinere Rolle, um welche die zur unmittelbaren Bewegung der Indicatortrommel
dienende Hanfschnur f geschlungen war. Zur Aufnahme der
Indicatoren waren vorn und hinten an jedem Cylinder der Achsenhöhe entsprechende
Ansatzstücke angeschraubt. Bei dieser Anordnung und Uebertragung der geradlinigen in
die rotirende Bewegung konnten allerdings die Diagramme kein vollkommen richtiges
Bild von den jeder Kolbenstellung entsprechenden Dampfspannungen geben. Da aber
wegen des großen Hubes von einer directen Ableitung der Bewegung von der
Kolbenstange resp. vom Kreuzkopfe aus abgesehen war, so wäre auch bei Führung des
Hanfbandes durch einen Hebel statt durch das Segment wegen Einflusses der ziemlich
kurzen Lenkstange k die Beziehung zwischen dem Diagramm
und der Kolbenbewegung keine absolut genaue gewesen. Deßhalb war die sichere Führung
durch das Segment vorgezogen worden. Der Fehler, der hierbei den Indicatorcurven
bezüglich der Größe der indicirten Arbeit anhaftet, konnte einerseits nur
unbedeutend seyn, andererseits mußte sich derselbe vollständig eliminiren lassen,
wenn nur an einem Diagramme eine genaue Correction vorgenommen, und dieselbe auf die
übrigen übertragen wurde, da die Diagramme so wenig von einander abweichen, daß der Fehler als ein
constanter anzusehen war.
Für die Erfüllung der beiden ersten Bedingungen, also für die Erhaltung constanter Arbeitsleistung, war der Umstand sehr günstig, daß
zum Betriebe des Etablissements neben der Dampfmaschine, wie oben erwähnt, drei
Turbinen dienen. Man konnte also die Maschine ihre gewöhnliche Arbeit verrichten und
dabei alle Schwankungen in der zum Betriebe der Fabrik erforderlichen
Arbeitsleistung durch die Turbinen allein übernehmen lassen. Es wurde zu diesem
Zwecke der Regulator von der Maschine entfernt, und die Steuerung —
vorausgegangenen Versuchen mit dem Indicator entsprechend — so regulirt, daß
bei 5 Atmosphären Ueberdruck in der Rohrleitung und bei 40 Umdrehungen pro Minute eine Arbeit von circa 400 Indicatorpferdestärken durch die Maschine verrichtet wurde. Die
Füllung, welche circa 10 Proc. betrug, war also
vollständig constant gemacht, so daß die Schwankungen in der Arbeitsleistung, so
weit sie durch die Turbinen nicht ausgeglichen wurden, nur in kleinen Aenderungen
der Geschwindigkeit sich äußern konnten. Da nun mäßige Differenzen in der
Geschwindigkeit die Dampfarbeit während einer Umdrehung nicht bemerkbar verändern
können, die Zahl der Umdrehungen aber beobachtet werden sollte, so war thatsächlich
den ersten Bedingungen vollständig entsprochen. Um übrigens den Grad der
Geschwindigkeitsdifferenzen beobachten zu können, war im Maschinenhause ein sehr
empfindliches Centrifugalpendel aufgestellt, welches die kleinsten
Geschwindigkeitsdifferenzen ersichtlich machte.
Zur Constanthaltung des Dampfdruckes mußte man sich damit
begnügen, die Heizung und Speisung der Kessel möglichst gleichmäßig zu halten und
nach den Manometerständen zu reguliren. Es konnte hierbei nicht darauf gerechnet
werden, daß es gelingen werde, die Schwankungen innerhalb sehr enger Grenzen zu
halten, und wurde gerade deßhalb die fortdauernde Abnahme von Indicatorcurven unter
gleichzeitiger Beobachtung der Manometerstände für nothwendig erachtet. Die
Mittelwerthe 'aus beiden Beobachtungen ließen dann aber auf ein immerhin fehr genaues
Resultat zählen.
Die Constanthaltung des Condensatordruckes war hinreichend
genau durch Zuführung constanter Kühlwassermengen garantirt.
Ein Quecksilbervacuummeter und ein Federvacuummeter sollten die etwa eintretenden
Differenzen angeben, aus deren Aufzeichnung wiederum der Mittelwerth zu suchen
war.
Die Ablesung der Dampfspannungen konnte nur an den oben erwähnten Federmanometern
vorgenommen werden, da ein Quecksilbermanometer nicht zur Verfügung stand. Es
wurden aber sämmtliche Manometer mit einem Normal-Federmanometer verglichen,
welches vor und nach den Versuchen an einem Quecksilbermanometer im Laboratorium für
Maschinenlehre an der polytechnischen Schule in München verificirt worden ist.
Zur Messung der während der vier Versuchstage verbrauchten Dampfmenge waren folgende Dispositionen getroffen:
Die Saugpumpen a (Fig. 17 und 18) der beiden
Dampfpumpen, welchen der Dampf nicht durch die zum Betriebe der Dampfmaschine
dienende Kesselanlage geliefert wird, heben das Speisewasser aus dem Brunnen b abwechselnd in zwei geaichte Fässer I und II, aus welchen die
Druckpumpen c die Kessel gemeinsam speisen. Dabei wird
das eine Faß je bis zu einem Ueberlaufe gefüllt, während das andere Faß nach Bedarf
der Speisung geleert wird. Da also die jeder Füllung und Entleerung entsprechende
Wassermenge dieselbe seyn mußte, so war nur eine Notirung der Füllungen
erforderlich, welche neben der Anzahl den Zeitpunkt der Füllungen, sowie die
Temperatur des Speisewassers umfassen sollte. Die Aichung der beiden Fässer wurde in
der Art vorgenommen, daß dieselben bis zum Ueberlauf gefüllt und dann mit Hülfe
eines bis in die Vertiefung des Ablaufrohres reichenden und durch einen Hahn
abschließbaren Hebers in Gefäße geleert wurden, deren Füllung unter jedesmaliger
Tarirung abgewogen wurde. Diese Messung ergab beim Faß I
einen Fassungsraum für 1578,4 Zollpfd., beim Faß II für
1581,2 Pfd. Wasser. Wenn hierdurch eine sehr genaue Controlle für das in die Kessel
(durch eine gemeinsame Leitung) gepumpte Wasser gegeben war, so mußten noch folgende
Momente berücksichtigt werden, um zu einem richtigen Resultate für den
Dampfverbrauch zu gelangen. Erstlich mußte dafür gesorgt werden, daß bei Beginn und
bei Beendigung der Versuche gleich große Wassermengen in dem Kessel sich befänden.
Sodann sind die etwaigen Verluste der Kessel durch Undichtheiten zu ermitteln, auf
welche man bei sechs größtentheils älteren Kesseln immerhin gefaßt seyn mußte.
Während der eigentlichen Arbeitsperiode lassen sich solche Verluste im Allgemeinen
nicht quantitativ nachweisen, dagegen läßt sich wohl nachweisen, ob über Nacht
während des Stillstandes eine Wasserabnahme in den Kesseln stattfindet, wenn Abends
und Morgens, nach Beendigung und Wiederaufnahme der Arbeit, die Wasserstände bei
gleichen Dampfspannungen gemessen werden. Freilich läßt eine so ermittelte Abnahme
nicht mit Genauigkeit auf den während der Arbeitszeit stattfindenden Verlust
schließen, immerhin aber darf angenommen werden, daß der Verlust während des
Stillstandes wegen der eintretenden Abkühlung eher größer ist, als während der
Heizperiode. Es wurde festgesetzt, daß die Messung der Wasserstände nicht bloß zu
genannten Zeiten, sondern überhaupt von halber zu halber Stunde vorgenommen werden
solle, und wurden hierzu besondere Maaßstäbe aus Flacheisen vorgerichtet, welche an
einem rechtwinkelig gebogenen Ende zugeschärft waren. Die Schneide war an das Niveau
im Wasserstandsglas zu halten, während von einem Fixpunkte am unteren Gehäuse aus je
ein Bleistiftstrich zu ziehen war, dessen Entfernung von der Schneide mit einem
Maaßstabe bestimmt werden sollte. Endlich mußte wenigstens ein Theil des im
Condensationstopfe in der Hauptdampfleitung sich ansammelnden Wassers der abnormen
Länge dieser Leitung wegen in Abzug gebracht werden. Es wurde als normale Rohrlänge
eine solche von circa 20 Meter angenommen, so daß zwei
Drittheile jenes Condensationswassers bei Berechnung der verbrauchten Dampfmenge
abgezogen werden sollten. Hierzu war die Gewichtsbestimmung jener Wassermenge
nothwendig, welche in der Weise geschehen sollte, daß aus dem durch einen Hahn
abschließbaren Austrittsrohre tragbare Gefäße gefüllt und einzeln abgewogen werden
sollten.
Zur Erfüllung der letzten der vorhin aufgezählten Bedingungen wurde ein Tourenzähler
so mit der Maschine in Verbindung gebracht, daß er direct die Anzahl der Umdrehungen abzulesen gestattete und fortwährend den
Beobachtern vor Augen blieb.
Damit waren die zur Erledigung der Hauptfrage erforderlichen Dispositionen erschöpft.
Es sollten aber noch eine Reihe solcher Beobachtungen und Arbeiten angeschlossen
werden, welche leicht vorzunehmen waren, und zur Ermittelung der Bedingungen dienen
konnten, unter welchen einerseits die Maschine, andererseits die
Dampferzeugungsapparate functioniren. In ersterer Beziehung wurde festgesetzt, daß,
wenn auch auf Bremsversuche verzichtet werden mußte, doch der Leerlauf der Maschine untersucht werden sollte, daß also Curven von der
mit gleicher Geschwindigkeit leer laufenden Maschine abgenommen werden sollten. Da
erfahrungsgemäß die hierdurch bestimmbaren constanten Widerstände der Maschine viel
beträchtlicher sind, als die variabeln, und da das Verhältniß der letzteren zu jenen
aus früheren Versuchen an Maschinen ähnlicher Construction bekannt ist, so konnte
darauf gerechnet werden, daß auch die effective Leistung
der Maschine mit sehr angenäherter Richtigkeit gefunden werden würde. Fernerhin
sollten die in den Dampfmänteln und in den Cylindern während der Arbeit condensirten Wassermengen bestimmt, sowie Notirungen der
Wassertemperaturen in den Condensatoren vorgenommen
werden.
Bezüglich der Dampferzeugungsapparate war vor Allem die
Frage nach dem Brennmaterialverbrauch zu untersuchen. Es war im
Kesselhause eine Decimalwaage in das Pflaster so eingelassen, daß mit den zur Zufuhr
dienenden tarirten eisernen Handkarren bequem aufgefahren und deren Inhalt gewogen
werden konnte. Die Ermittelung der Leistungsfähigkeit je eines der drei
Kesselsysteme, welche allerdings von großem Interesse gewesen wäre, war nicht
durchführbar, weil die Speisung eine gemeinsame seyn sollte, um größere Schwankungen
in den Dampffpannungs-Verhältnissen der einzelnen Kessel zu vermeiden.
Dagegen sollte mit zwei sehr verschiedenen Kohlengattungen geheizt werden, und zwar
an den beiden ersten Tagen mit ⅓ Penzberger „Mischkohle“
und ⅔ Penzberger „Gries,“ an den beiden letzten Tagen
aber mit Saarkohle Rheden I. Der Schlackengehalt beider
Kohlensorten sollte in gleicher Weise wie die zugeführte Kohle jeden einzelnen Tag
abgewogen werden.
Fernerhin war die leicht durchführbare Beobachtung und Aufzeichnung der Temperaturen
in Aussicht genommen, mit welchen die Verbrennungsgase
aus den Zügen der einzelnen Kessel in den gemeinsamen Abzugscanal treten. Die
Einrichtungen für diese Ablesungen konnten übrigens erst im Laufe des ersten
Versuchstages vorgenommen werden. Es wurde von jedem Kesselsystem je ein Kessel
ausgewählt und zwar die Kessel Nr. 2, 4 und 6. Unmittelbar hinter den Registern
wurden bei Nr. 2 und 4 in der Decke der Feuercanäle Löcher gebohrt und in dieselben
Eisenrohre eingesetzt, welche unten durch Verschraubung geschlossen und so lang
waren, daß sie nahezu bis zum Boden der Feuercanäle reichten; dieselben wurden
sodann mit Talg gefüllt und in diese Füllung lange Quecksilberthermometer
eingetaucht, welche ihrerseits nahezu das untere Ende der Eisenrohre erreichten. Auf
diese Art durfte man erwarten, vollkommen zuverlässig je die Maximaltemperatur der
abziehenden Gase zu ermitteln. Beim Kessel Nr. 6 mußte von der Seite angebohrt und
das Eisenrohr schräg eingeführt werden, so daß es allerdings nicht mit allen
Schichten des Feuerluftstromes in Berührung kam, weßhalb während der Versuche die
Höhe des Bohrloches mehrfach verlegt wurde.
Die Vertheilung der Arbeiten auf die Beobachter wurde in
der Weise vorgenommen, daß vier derselben paarweise und abwechselnd einerseits die
Aufnahme der Indicatorcurven, andererseits die Messung der
Speisewasser-Mengen und Temperaturen übernahmen, ein fünfter Beobachter
sollte mit einem Gehülfen den Brennmaterialverbrauch, sowie die Wasser- und
Manometerstände im Kesselhause, ein sechster die Temperaturen der abziehenden
Feuergase notiren, endlich hatten zwei Beobachter die in der Dampfleitung, in den
Dampfmänteln und in den Cylindern condensirten Wassermengen zu wägen, sowie die
Ablesungen der Manometer- und Vacuummeterstände im Maschinenhause und der
Temperaturen in den Condensatoren zu besorgen.
III. Gang der
Versuche.
Die Versuche begannen Dienstag früh 5½ Uhr und wurden in der festgesetzten
Weise bis Freitag Abend 8 Uhr durchgeführt. Jeden Morgen zu eben genannter Stunde
waren die Beobachter auf ihren Posten, welche sie erst nach Abstellung der Maschine
um 12 Uhr verließen. Vor der um 1 Uhr stattfindenden Ingangsetzung wurden die
Arbeiten wieder aufgenommen und nach 7 Uhr Abends beendet. Sämmtliche Beobachter
haben diesen anstrengenden Turnus ohne Unterbrechung eingehalten. Es ist während
dieser ganzen Dauer überhaupt keine Störung vorgekommen, welche die Zuverlässigkeit
der Resultate in Frage stellen und die Einschließung der möglichen Fehler innerhalb
enger Grenzen verhindern könnte.
Als wesentlichste Störung muß angegeben werden, daß am ersten Vormittage der
Tourenzähler eine Zeit lang versagte, so daß man genöthigt war, den Mittelwerth aus
den übrigen sieben halben Tagen auf jenen zu übertragen. Als weitere Störungen sind
besonders solche in der Functionirung der Indicatoren zu bezeichnen. Namentlich hat
sich mehrfach eine unfreie Bewegung der Indicatorkolben bei den niedrigen
(Condensator-) Spannungen gezeigt, so daß wegen mangelhaft ausgebildeten
Vacuums eine beträchtliche Anzahl von Diagrammen cassirt werden mußte, was übrigens
bei der großen Zahl von 1150 wirklich abgenommenen Diagrammen leicht geschehen
konnte, ohne eine merkliche Beeinflussung des Mittelwerthes befürchten zu
müssen.
Es kamen im Ganzen fünf Indicatoren Elliot'scher
Construction in Verwendung, und zwar functionirten die Instrumente A, D, E fortdauernd, während B am letzten
Nachmittage durch C ersetzt wurde. Die Instrumente A und B hatten seit der
letzten Verificirung ihrer Scalen längere Zeit gearbeitet. Um etwa eingetretene
Differenzen zu ermitteln, wurden sämmtliche Instrumente nach Ablauf der Versuche im
Laboratorium für Maschinenlehre an der polytechnischen Schule in München an einem
Quecksilbermanometer mit Dampfdruck nochmals geprüft und hiernach die Scalen zur
Berechnung der mittleren Spannungen festgestellt.
In den sonstigen Beobachtungen sind folgende Unregelmäßigkeiten vorgekommen: Die Manometerstände im
Maschinenhause sind erst von 8 Uhr des zweiten Morgens an regelmäßig alle 10 Minuten
notirt worden, und
dieß geschah von da an auch am Anfang der Dampfleitung im Kesselhause in gleichen
Intervallen, während am ersten Tage dort von halber Stunde zu halber Stunde
abgelesen war. Die Vacuummeterstände und Condensatortemperaturen sind nur an den
beiden letzten Tagen regelmäßig von 10 zu 10 Minuten notirt worden, endlich konnte
die Ablesung der Temperaturen der abziehenden Gase erst um 11 Uhr Vormittags des
ersten Tages begonnen werden.
Am 22. März Mittags wurden mehrere Leerlauf-Diagramme abgenommen, nachdem die
Transmission ausgekuppelt war. Hierbei wurde in der Rohrleitung eine Dampfspannung
von 2 Atm. hergestellt und dann so lange gedrosselt, bis die Maschine 40 Umdrehungen
machte. Am 25. März wurde dieselbe Arbeit ohne Auskuppelung der Transmission (mit
sämmtlichen Riemen auf den Leerlaufscheiben) vorgenommen.
Die Abmessung der Speisewassermengen, der Wasserstände an
den Kesseln, sowie der verschiedenen Condensationswassermengen hat ohne jegliche
Störung stattgefunden. Hinsichtlich der Speisewassertemperaturen wurde am zweiten Versuchstage die Einrichtung
angefügt, daß an dem zu den Kesseln führenden Speiserohr ein Zweigröhrchen mit Hahn
angebracht wurde, um nicht bloß die Temperatur in den Fässern, sondern auch die
durch den Abdampf der Speisepumpe erhöhte Temperatur in der Leitung messen zu
können.
Die Ermittelung des Brennmaterial-Verbrauches ist
mit vollkommener Genauigkeit während der vier Tage in der Weise durchgeführt, daß
continuirlich in dem Maaße, in welchem es consumirt wurde, zugefahren und abgewogen
und daß jeden Abend sorgfältig sowohl hinsichtlich der im Laufe des Tages
verbrannten Menge, als des entsprechenden Schlacken- und Aschengewichtes
abgeschlossen worden ist. Dem Programme gemäß wurde am 21. und 22. März ⅓
Penzberger „Mischkohle“ und ⅔ Penzberger
„Gries“ zur Heizung gebraucht, während am 23. und 24. März
mit Saarkohle Rheden I geheizt wurde. Da die Heizanlage
für das erstgenannte Brennmaterial construirt ist, so mußte eine relativ geringere
Leistung der Saarkohle erwartet werden. Um die Verbrennung derselben aber doch unter
möglichst günstigen und annähernd normalen Bedingungen zu erzielen, wurde bei
denjenigen Kesseln, welche ein sehr großes Verhältniß der Rost- zur
Heizfläche hatten, die Rostfläche in der nachstehenden Weise dadurch verkleinert,
daß ein Theil derselben mit Chamottesteinen verdeckt wurde.
Textabbildung Bd. 201, S. 493
Für „Gries“
Für Saarkohle; Rostfläche; Verhältniß; Rostfläche; Verhältniß
Es war hierdurch das Gesammt-Flächenverhältniß von 1/40 auf 1/55 reducirt
worden. Bei dieser mehrere Stunden in der Nacht vom 22. auf 23. März andauernden
Arbeit der Rostverkleinerung war es allerdings unvermeidlich, daß eine erhebliche
Abkühlung der genannten Kessel und ihrer Einmauerung eintrat.
Da die in den beiden ersten Tagen verbrannte Mischung von Penzberger Kohlenklein in
Folge dreiwöchentlichen Regenwetters bei Lagerung im Freien sehr naß war, so wurde
der Wassergehalt (gegenüber dem lufttrockenen Zustande) aufgesucht, und zwar
einerseits dadurch daß die abgewogene Füllung eines Handkarrens auf der Decke der
Kesseleinmauerung ausgebreitet, nach 24 Stunden sorgfältig gesammelt und wiederum
abgewogen wurde, andererseits dadurch daß mehrmals je ein Pfund Gries oder
Mischkohle von verschiedenen Stellen der Kohlenhaufen in ein Blechgefäß genommen,
auf einer feinen Waage abgewogen und sodann das Gefäß so lange auf einen Dampfdom
zur Austrocknung gestellt wurde, bis keine Gewichtsabnahme mehr bemerkbar war. Wurde
das Gefäß dann in's Freie gesetzt, so nahm es aus der Luft wieder eine gewisse
Wassermenge auf. Die Differenz des nunmehrigen Gewichtes zu dem ursprünglichen ist
dann der Berechnung des Wassergehaltes zu Grunde gelegt worden.
IV. Resultate
der Versuche.
Am 25. und 26. März wurde die gemeinsame Zusammenstellung und Berechnung der
Versuchsresultate vorgenommen.
1) Bestimmung der geleisteten Dampfarbeit. Die Elemente
zur Bestimmung der während der vier Tage geleisteten Dampfarbeit in Pferdestärken
sind: a) Größe der Dampfarbeit pro Hub, b) Tourenzahl, c) Arbeitsdauer.
Die Dampfarbeit pro Hub
wiederum ergibt sich, da die Füllung eine constante war, aus dem mittleren
Dampfdrucke, aus der Kolbenfläche und aus der Hublänge. Der mittlere Dampfdruck ist
als variabel zu betrachten, da die Kessel- und Condensatorspannung innerhalb
gewisser Grenzen
schwankten. Um einen zuverlässigen Mittelwerth zu erhalten, mußte eine große Anzahl
der abgenommenen Diagramme und zwar aus allen und möglichst gleich weit von einander
liegenden Intervallen ausgerechnet werden. Es wurden zu diesem Zwecke je von den 36
während eines halben Arbeitstages pro Cylinderseite von
10 zu 10 Minuten abgenommenen und in ihrer Reihenfolge numerirten Diagrammen 15 in
der Weise ausgesucht, daß je eine Nummer übersprungen wurde, und außerdem diejenigen
Diagramme beseitigt wurden, an welchen sich eine durch mangelhafte Functionirung
eines Apparates entstandene Unvollkommenheit zeigte. Auf diese Art wurden 4 ×
8 × 15 = 480 Diagramme gewonnen, welche man mit Hülfe von vier Amsler'schen Planimetern ausrechnete.
Auf Grund der hiernach verificirten Scalen für die bei jedem Diagramme benutzten
Instrumente ergeben sich die in Tabelle I enthaltenen
Werthe für den mittleren Dampfdruck an jedem Tage. Eine Controlle für die
Richtigkeit jener (auf den beigegebenen Abbildungen angegebenen) Scalen für die
ganze Dauer der Versuche ergibt sich durch Vergleichung der aus denselben
ermittelten Dampfspannungen in den Cylindern während der Volldruckperiode. Wurden
die Mittelwerthe dieser Spannungen aus allen mit je einem Instrumente abgenommenen
Diagrammen aufgesucht, so mußten sich nahezu gleiche Werthe ergeben. Diese Rechnung
ist durchgeführt worden, und fanden sich folgende Zahlen für die vier Instrumente
A, , B, , D und E, welche an allen
vier Tagen functionirt haben:
Instrument
A
B
D
E
Mittelwerth der Anfangsspannungen
in Atmosphären
4,89
4,83
4,88
4,88
Der Gesammtmittelwerth ist also 4,87 Atmosphären.
Die größte Abweichung (beim Apparat B) beträgt sonach
noch nicht 1 Procent. Für den Apparat C findet sich die
mittlere Anfangsspannung zu 4,95 Atm., was gut mit dem Mittelwerthe (4,93 Atm.) der
übrigen Apparate für den 24. März Nachmittags, an welchem dieser Apparat arbeitete,
übereinstimmt. Da der mittlere Druck am Ende der Dampfrohrleitung, wie sich unten
ergibt, 5,02 Atm. betrug, so hat beim Durchgange durch die Dampfmäntel und durch die
Ventile eine Reduction um 0,15 Atm. stattgefunden. Die Uebereinstimmung welche
zwischen diesen Zahlen herrscht, darf wohl als eine Garantie fär die Exactheit der
gefundenen Resultate angesehen werden.
Zur Bestimmung der Kolbenfläche wurde eine directe Messung
der
Cylinderdurchmesser (nach Abnahme der Cylinderdeckel), sowie der beiderseitigen
Kolbenstangendurchmesser vorgenommen, welche in Millimetern ergab
Durchmesser
Rechter Cylinder
Linker Cylinder
des Cylinders
702
703
der vorderen Kolbenstange
105
105
der hinteren Kolbenstange
104
105
Hieraus berechnet sich die mittlere Kolbenfläche beim rechten Cylinder zu 3784,7,
beim linken Cylinder zu 3794,9 Quadratcentimeter.
Der Hub wurde bei beiden Cylindern aus den Endstellungen
des Kreuzkopfes zu genau 1,5 Meter abgemessen.
Nun ließ sich die mittlere Dampfarbeit pro Hub
ausrechnen,Mittelst der Formel L Meterkilogramme = 1,0334
p F s, wobei p
den mittleren Dampfdruck in Atmosphären, F die
Kolbenfläche in Quadratcentimetern und s den Hub
in Metern ausdrücken. wobei noch der Fehler zu corrigiren war,
welcher (wie oben auseinandergesetzt ist) von der Art der Bewegungsübertragung
herrührt. Die Correction dieses Fehlers wurde in der Art vorgenommen, daß in je
einem vergrößerten Diagramme für die vordere und hintere Seite eines Cylinders die
aus dem geometrischen Zusammenhange durch Zeichnung sich ergebende Verschiebung von
je 50 Ordinaten aufgesucht und die Differenz der ursprünglichen Fläche zu der aus
den neuen Ordinaten sich ergebenden Fläche bestimmt wurde. Die Bewegung der
Lenkstange k (Fig. 19) bedingt eine
größere Flächendifferenz für die vordere als für die hintere Cylinderseite. Erstere
wurde zu 1,70 Proc., letztere zu 0,83 Proc., im Mittel also eine Flächendifferenz
von 1,26 Procent gefunden, um welche die mittleren Dampfspannungen zu verkleinern
sind. Wegen der geringen Verschiedenheit der Diagramme unter einander durfte diese
Correction als eine constante betrachtet und gleichmäßig auf alle Diagramme
angewendet werden.
Um nun auf die mittlere Dampfarbeit pro Tag und
Pferdestärke überzugehen, war die gefundene Dampfarbeit pro Hub (L Meterkilogrm.) mit der doppelten
Anzahl der in jedem Tage gemachten Touren zu multipliciren und mit der Anzahl der
Secunden (welche der jeweiligen Arbeitsdauer entsprechen), sowie mit 75 (Anzahl der
Secundenmeterkilogramme pro Pferdestärke) zu dividiren.
Die Tourenzahlen, sowie die Arbeitsdauer waren aus den Notirungen der Beobachter zu
entnehmen.Die Anlaufperiode hat nie mehr als 10 bis 12 Touren umfaßt. In
Tabelle I sind die Werthe für die Dampfarbeit in
Pferdestärken eingezeichnet, wie sie sich aus dieser Rechnung ergeben haben.
TabelleI.
Textabbildung Bd. 201, S. 496
Tag; Mittlere Damfspannung in
Atmosphären; Rechter Cylinder Linker Cylinder; Tourenzahl der Machine
Arbeitsdauer in Minuten Mittlere Tourenzahl pro
Minute; Rechter Cylinder Linker Cylinder; Mittlere Damfarbeit in
Pferdestärken
Für den ersten Vormittag ist der Mittelwerth aus den sieben anderen halben
Tagen unter Reduction auf die Arbeitsdauer eingesetzt.
Da die Differenzen in der Arbeitsdauer für die verschiedenen Tage gering sind, so
kann ohne Weiteres das arithmetische Mittel aus den Werthen für die tägliche
Dampfarbeit als Gesammtmittelwerth betrachtet werden.
Hieraus ergibt sich aber die mittlere Dampfarbeit während der
Versuchsdauer zu 400,34 Indicatorpferdestärken.
Die Vergleichung der Werthe für die tägliche Dampfarbeit in Tab. I zeigt erstlich, daß im rechten Cylinder die Füllung
eine größere gewesen seyn muß, als im linken, was die Betrachtung der Diagramme auch
bestätigt; sodann läßt sie die Differenzen zwischen der im rechten und im linken
Cylinder geleisteten Dampfarbeit an den verschiedenen Tagen ungleich erscheinen. Da
aber keine bemerkbaren Differenzen in den Condensatorspannungen stattgefunden haben,
so können jene Ungleichheiten nur von ungleicher Functionirung der Indicatoren
herrühren. Es ist oben gezeigt worden, daß die Scalen mit den Mittelwerthen der
Anfangsspannungen sehr gut übereinstimmen. Wenn also trotzdem in den Mittelwerthen
der mittleren Spannungen sich größere Differenzen ergeben (deren Maximum übrigens 4
Procent beträgt), so muß wohl auf kleine Verschiedenheiten in dem Verhalten der
Instrumente bei den niedrigen (Condensator-) Spannungen geschlossen werden.
Vergleicht man nun darauf hin die von den verschiedenen Instrumenten aufgezeichneten
Diagramme, z. B. die gerade herausgegriffenen und mit absoluter Treue copirten
Diagramme (Nr. 1–4), so erkennt man, daß der Apparat B, welcher thatsächlich größere mittlere Spannungen geliefert hat, als die
übrigen Apparate, obwohl er den kleinsten Mittelwerth für die Anfangsspannungen ergab, das stärkste
Vacuum zeigt. Während die mit den übrigen Instrumenten abgenommenen Diagramme
durchweg im Mittel einen Condensatordruck von mehr als 1/5 Atm. am Ende des
Rückganges zeigen, geht bei B das Vacuum auf 0,18 Atm.
herunter, und außerdem zeigt sich dieser geringere Druck schon füher und
gleichmäßiger, es ist das Vacuum im Ganzen schöner ausgebildet, als bei den übrigen
Diagrammen. Da aber die Spannung von 0,18 Atm. den Vacuummeter-Beobachtungen
entspricht und wohl angenommen werden darf, daß wenigstens auf dem zweiten Theile
des Kolbenhubes der Condensatordruck fast vollständig erreicht werde, so ist es
wahrscheinlich, daß bei allen Apparaten (mit Ausnahme des B) die Federn den Druck unter der atmosphärischen Linie etwas zu groß
angegeben haben.
Es ist fernerhin also wahrscheinlich, daß die Dampfarbeit in Wirklichkeit etwas
größer als 400,34 Indicatorpferdestärken (im Mittel) gewesen ist. Da dieser etwaige
Mehrbetrag aber nicht bedeutend seyn kann und um den Boden der exacten, nur auf
sichere Beobachtung gestützten Rechnung nicht zu verlassen, ist der Werth von 400,34
Indicatorpferdestärken der Ermittelung des Dampfverbrauches zu Grunde gelegt, wobei
nun mit Bestimmtheit ausgesprochen werden kann, die mittlere Dampfarbeit war nicht
kleiner als 400,34 Indicatorpferdestärken; sie ist wahrscheinlich um ein GeringesNimmt man an, es sey der Condensatordruck bei drei Apparaten um 0,03 Atm. zu
hoch angezeigt worden, so ergibt sich bei einem mittleren Drucke von 2 Atm.
die Differenz zu ca. 1 Procent.
größer gewesen.
2) Wasser- und Dampfverbrauch. Die ausgeführten
Haupttabellen enthalten die Notirungen über Anzahl und Zeit der Füllungen der
Speisekufen, sowie der Speisewassertemperaturen. Im Zusammenhalt mit den bei der
Inhaltsbestimmung der Fässer enthaltenen Zahlen (1578,4 Pfd. für Faß I und 1581,2 Pfd. für Faß II) ergeben sich hieraus für die an jedem Tage in die Kessel gepumpte Wassermenge die in Tabelle II
enthaltenen Werthe.
Um den wirklichen Dampfverbrauch der Maschine zu
bestimmen, sind von dieser Wassermenge in Abzug zu bringen einerseits, der
getroffenen Bestimmung gemäß, zwei Dritttheile der in der langen Dampfleitung
condensirten Dampfmenge, andererseits die etwaigen Verluste in den Kesseln durch
Undichtheiten. Während die erstere Quantität durch die Abwägungen des aus dem
Condensirtopf ausgetretenen Wassers (wie sie in Tabelle II gegeben sind) genau bestimmbar ist, bleibt die quantitative Ermittelung
der Verluste in den Kesseln innerhalb gewisser Grenzen zweifelhaft. Führt man zunächst
die Rechnung ohne Berücksichtigung dieser, jedenfalls relativ geringen Verluste
durch, so stellt sich der Dampfverbrauch pro TagWenn die reducirte Menge Speisewasser durch die Arbeitsdauer (in Stunden) und
durch die mittlere Dampfarbeit eines jeden Tages dividirt wird.
in der aus Tabelle II ersichtlichen Weise heraus.
TabelleII. (Zollpfund.)
Textabbildung Bd. 201, S. 498
Speisewassermenge; Wassermenge aus
dem Condensirtopf; zwei Dritttheile hiervon; reducirte Wassermenge;
Arbeitsdauer; mittler Dampfarbeit in Pfedeftärken stündlicher Dampfverbrauch pro Indicatorpferdestärke
Wenn sich für den stündlichen Dampfverbrauch pro
Indicatorpferdestärke an den verschiedenen Tagen Differenzen bis zu 1,192 Pfd. oder
nahezu 7 Procent ergeben, so muß dieß seine Erklärung einerseits darin finden, daß
der Wasserstand in den Kesseln nicht an jedem Tage Morgens und Abends, sondern nur
für Anfang und Ende der Versuche auf gleiche Höhe gebracht wurde, so daß z. B. der
unten folgenden Zusammenstellung gemäß am 22. Abends bei Abstellen der mittlere
Wasserstand um 20 Millimeter höher war, als Morgens bei Beginn der Arbeit, während
am 23. der Unterschied nur 6 Millimeter betrug, andererseits in dem schon bezüglich
der Differenzen in der Dampfarbeit berührten Umstande.
Wird nun aus der gesammten Speisewassermenge (340572,8 Zollpfd.) nach Abzug von zwei
Drittheilen der im Condensirtopf gesammelten Wassermenge (⅔ × 8657,4
Zollpfd.) durch Division mit der gesammten Arbeitsdauer (47 Stunden 40 Minuten) und
mit der mittleren Dampfarbeit (400,32 Indicatorpferdestärken) der mittlere stündliche Dampfverbrauch
pro
Indicatorpferdestärke gesucht, so findet sich derselbe zu
27,523 Zollpfd. ohne Berücksichtigung der Verluste in den Kesseln durch
Undichtheiten.
Zur Untersuchung der Frage, in wie weit solche Verluste stattgefunden haben, sind vor
Allem die in den Haupttabellen aufgenommenen Notirungen über den Wasserstand je
Abends nach dem Abstellen und Morgens vor dem Anlassen der Maschine zu
vergleichen.
Wasserstände (in Millimetern über den
Fixpunkten) in den Kesseln Nr.
Tag
Stunde
1
2
3
4
5
6
20.
7 Abends
216
231
224
251
249
268
21.
5½ Morgens
220
234
224
224
225
243
Differenz
+4
+3
0
-27
-24
-25
21.
7 Abends
219
226
223
227
249
290
22.
5½ Morgens
219
227
223
204
205
253
Differenz
0
+1
0
-23
-44
-37
22.
7 Abends
240
225
230
242
259
291
23.
5½ Morgens
237
224
222
211
205
240
Differenz
-3
-1
-8
-31
-54
-51
23.
7 Abends
219
217
199
221
229
291
24.
5½ Morgens
215
211
192
200
189
244
Differenz
-4
-6
-7
-21
-40
-47
24.
7 Abends
216
231
224
251
249
268
25.
5½ Morgens
216
231
224
228
215
237
Differenz
0
0
0
-23
-34
-31
Wenn die Kessel Nr. 1, 2 und 3 im Allgemeinen keine Abnahme, ja in der ersten Nacht
sogar eine Zunahme zeigen, während in den drei anderen Kesseln durchweg eine
beträchtliche Abnahme eingetreten ist, so erklärt sich dieß zunächst einfach daraus,
daß erstere mit äußerer, letztere mit innerer Feuerung versehen sind. Bei der über
Nacht eintretenden Abkühlung ziehen sich natürlich alle Kesselwände zusammen,
insbesondere die dem Feuer direct zugekehrten Wandungen, und es ist klar, daß dieß
bei Rauchröhren ein Sinken, bei Siederöhren ein Heben des Wasserstandes zur Folge
hat, weßhalb bekanntlich das Wasser in Röhrenkesseln beim Anheizen viel
beträchtlicher wächst, als in solchen mit äußerer Feuerung. Halten wir damit
zusammen, daß die Druckabnahme, resp. Temperaturabnahme in den KesselnDie Haupttabellen zeigen, daß um 5 Uhr 30 Minuten Morgens gerade bei den drei
fraglichen Kesseln der Druck durchweg erheblich kleiner war, als 7 Uhr
Abends. ein Schwinden des Wasserstandes veranlaßt, so ist mit
Sicherheit zu behaupten, daß die Verluste über Nacht und (da die etwaigen Verluste
während des Tages jedenfalls geringer sind, als Nachts) daß überhaupt die durch
Rinnen eines oder des anderen Kessels herbeigeführten Verluste nur sehr gering
gewesen seyn können. Andererseits hat sich aber bei einer nach Ablauf der Versuche
vorgenommenen Untersuchung und Reparatur des Kessels Nr. 6 gezeigt, daß er
thatsächlich etwas Wasser verlor.
Legt man nun, um den Maximal-Einfluß dieser Verluste auf die Versuchsresultate
zu untersuchen, einer Rechnung die Voraussetzungen zu Grunde, 1) die Verluste seyen
bei Tag eben so groß gewesen wie Nachts; 2) es sey die ganze, aus der
Wasserstandsdifferenz resultirende, Wassermenge verloren gegangen, und 3) es werde
für die ganze Dauer der Versuche die in der Nacht vom 24. auf 25. März beobachtete
Differenz substituirt, weil am Abend des 24. der sorgfältige Abschluß der
Dampfventile controllirt wurde, während dieß an den anderen Tagen nicht geschehen
war, so ergeben sich folgende Werthe:
Kesselnummer
4
5
6
Wasserverlust in Millimetern Höhe pro
Tag
50
74
67
Wasserfläche in der Wasserstandsebene in Quadratcentimetern
620
620
1140
Gesammtverlust in Litern
1240
1840
3050
Nach dieser Rechnung wären also 12260 Zollpfd. Wasser von den 334844 Zollpfd. der
reducirten Speisewassermenge abzuziehen und es fände sich dann der stündliche
Dampfverbrauch pro Indicatorpferd zu 16,9 Zollpfd., also
3½ Proc. kleiner wie oben.
Aus dem oben Gesagten geht aber hervor, daß die hierbei gemachten Voraussetzungen
nicht richtig sind und die Differenz viel zu groß angeben; es sollte hierdurch nur
die äußerste Grenze des Einflusses bezeichnet werden, welchen die Verluste durch
Undichtheiten auf das Versuchsresultat gehabt haben könnten. Da auch die Berücksichtigung nur eines bestimmten Theiles jener
berechneten Verluste problematisch bleibt, und da es wahrscheinlich ist, daß der
wahre Werth dem erstgefundenen viel näher steht, als dem letzteren, so müssen wir
dabei stehen bleiben, mit derjenigen Sicherheit, zu welcher der Umfang und die
Genauigkeit der Versuche unter Ausschluß jeglicher hypothetischen Annahme
berechtigen, auszusprechen, der stündliche Dampfverbrauch
pro
Indicatorpferd ist jedenfalls nicht größer gewesen als
17,523 Zollpfd., er ist im Gegentheil um einen kleinen, nicht genau bestimmbaren
Theil kleiner gewefen.
3) Kohlenverbrauch. Aus den Notirungen über das (incl.
Anheizen) verbrauchte Brennmaterial ergeben sich die in Tabelle III
zusammengestellten Werthe.
TabelleIII.
Textabbildung Bd. 201, S. 501
Kesselnummer; Zusammen; Heizfläche,
Quadratfuß bayerisch; Quadratfuß
Durch Vergleichung dieser Zahlen mit denjenigen für den Wasserverbrauch erhält man
die pro 1 Pfd. Kohle verdampfte Wassermenge. Wird
zunächst die wirkliche Speisewassermenge pro Tag durch
das wirkliche Kohlengewicht pro Tag dividirt, so findet
sich
21.
22.
23.
24.
Pfd. Wasser pro 1 Pfd. Kohle
3,304
3,395
5,96
6,37
Während für die Penzberger Kohle die Verdampfungsfähigkeit also an den beiden Tagen
nahezu dieselbe blieb, ergibt sich für die Saarkohle eine erhebliche Differenz.
Berücksichtigt man jedoch, daß in der Nacht vom 22. auf den 23. März bei vier
Kesseln mehrere Stunden lang Register und Heizthüren offen standen, somit eine sehr
erhebliche Abkühlung herbeigeführt wurde, um die oben erwähnte Verkleinerung der
Rostflächen bewerkstelligen zu können, so erklärt sich der Mehrverbrauch am 23.
März, und es darf zur Beurtheilung des Nutzeffectes nur das am 24. März erhaltene
Resultat zu Grunde gelegt werden.
Um fernerhin absolut vergleichbare Werthe für den Nutzeffect zu bekommen, muß
einerseits die Temperatur des Speisewassers, andererseits
der Zustand des Brennmateriales in Betracht gezogen werden. Die mittlere
Temperatur des Speisewassers im Speiserohr ist aus den Notirungen (wie sie in den
Haupttabellen enthalten sind) bekannt, wobei jedoch für den ersten Tag der
Mittelwerth aus den drei anderen Tagen zu fubstituiren ist, weil an jenem Tage die
Temperatur nur in den Fässern gemessen worden war. Führt man die Reduction der
Speisewassermenge auf 0° durch,Indem man dieselbe mit 655 — t°/655 multiplicirt, wobei t die Temperatur des Speisewassers bedeutet und
655 die Gesammtwärme eines Kilogrammes Dampf von 5,1 Atm. Ueberdruck
ist. so ergeben sich für die vier Tage folgende Zahlen:
21.
22.
23.
24.
Mittlere Temperatur des Speisewassers (C.)
18,43
18,59
18,56
18,06
Wirkliche Menge Speisewasser
82149,6
86887,3
83728,0
87807,6
auf 0° reducirte Menge Speisewasser
80043,9
84659,8
81586,2
85528
Was sodann den Zustand des verbrannten Materiales betrifft, so ist schon oben gesagt
worden, daß die Penzberger Kleinkohle durch zufällige Einflüsse sehr naß war und daß
auf verschiedene Weise der Wasserüberschuß bestimmt worden sey. Der Mittelwerth
dieser Bestimmung ergab einen Wasserüberschuß von 7,6
Proc.
Zur Beurtheilung des Güteverhältnisses der Kessel muß endlich der Schlackengehalt der Kohle in Rechnung gezogen werden.
Faßt man diese Berechnungen für die am 21. und 22. verbrannte Penzberger Kohle und
für den Saarkohlenverbrauch am 24. MärzNur der Schlackengehalt ist aus beiden Tagen berechnet, da je am zweiten Tage
Abends der Rost vollständig gereinigt worden ist. zusammen, und schließt man hieran die Ermittelung des stündlichen
Kohlenverbrauches pro Indicatorpferdestärke, so findet
man
Textabbildung Bd. 201, S. 502
Verdampfte Wassermenge in Pfunden
pro I Pfd. Kohle; Stündlicher Kohlenverbrauch in
Pfunden pro Indicatorpferd; Penzberger Kleinkohle;
Saarkohle Rheden I.; Penzberger Kleinkohle;
Saarkohle Rheden I. Wirkliche Wassermenge;
Deßgleichen nach Abzug des Wasserüberschusses; Deßgleichen und nach Abzug des
Schlackengehaltes; Auf 0° reducirte Wassermenge; Deßgleichen nach Abzug
des Wasserüberschusses; Deßgleichen und nach Abzug des Schlackengehaltes
Man ersieht aus dieser Zusammenstellung, daß sich der Heizeffect der Penzberger
Kleinkohle zu dem der Saarkohle erster Qualität verhalten hat, wie nahezu 4 zu 7.
Vergleicht man aber die Preise beider Kohlensorten, so erhält man ganz andere
Verhältnisse, welche hier näher zu erörtern nicht unser Zweck ist.
Es ist nun nicht zu verkennen, daß die Verbrennung der Kleinkohle unter relativ
günstigeren Umständen stattgefunden hat, als diejenige der Saarkohle. Bei der oben
besprochenen Construction der Roste, durch welche eine sehr fein vertheilte
Luftzuführung ermöglicht und das Durchfallen der Kohle verhindert wird, bei der
außerordentlich gleichmäßigenEs ist notirt worden, wie oft bei den einzelnen Kesseln geschürt wurde; wir
lassen die betreffenden Zahlen hier folgen:Textabbildung Bd. 201, S. 503Kesselnummer; ZusammenEs ist somit durchschnittlich (die Schürzeit auf je 25 Stunden gerechnet) bei
der Kleinkohle von je 7 zu 7 Minuten, bei der Saarkohle in Pausen von 12,6
Minuten geschürt worden, und im ersteren Falle wurden je 39,2 Pfd., im
letzteren Falle je 39,5 Pfd. Kohle aufgeschüttet. und sorgfältigen Beschickung durch gut geschulte Heizer hat eine sehr
vollkommene, gewissermaßen moleculare Verbrennung der Penzberger Kohle
stattgefunden, wie denn auch niemals Qualm in den aus dem Kamin abziehenden Gasen
bemerkbar war. Mit Stückkohle wird bei unseren üblichen Heizeinrichtungen nie
dasselbe in gleichem Maaße erreichbar seyn. Für die Saarkohle sind die großen Räume
unter den Kesseln und die Vergrößerung der Mauerfläche jedenfalls ungünstige Momente
gewesen. Immerhin liegen die gefundenen Werthe für das letztere Material nicht
allzuweit von den experimentell bestimmten absoluten Heizwerthen ab. Bei den
Versuchen von Scheurer-Kestner und MeunierBulletin de la Société industrielle de Mulhouse, t.
XXXIX p. 295. verdampften verschiedene Saarkohlensorten nach Abzug des Wassergehaltes und
der Asche (bei 0° Temperatur des Speisewassers und 147° C. mittlerer
Temperatur der abziehenden Gase) im Mittel 7,87 Mal ihr Gewicht. Oben haben wir ohne
Abzug des Wassergehaltes 6,65 hierfür gefunden, so daß mit Berücksichtigung des
Wassers etwa 1 Pfd. Wasser pro Pfd. Kohle oder 13 Proc.
weniger verdampft worden ist, als bei den Scheurer'schen
Versuchen.
Für die Vergleichung des absoluten Brennwerthes unserer beiden Kohlensorten werden uns die (in
den Haupttabellen aufgenommenen) Notizen über die Temperaturen
der abziehenden Gase dienen können, welche von 10 zu 10 Minuten beobachtet
worden waren. Es ist oben gesagt worden, daß bei den Kesseln Nr. 2 und 4 die
Thermometer in der Mitte der Canäle vertical aufgestellt waren, während beim Kessel
Nr. 6 dieselben nahezu horizontal eingeführt werden mußten. Es haben sich nun bei
Verlegung des Bohrloches in verschiedene Höhenlagen Temperatur-Differenzen
von ca. 30° C. ergeben, und zwar ist in den
unteren Schichten die Temperatur eine höhere gewesen, als in den oberen, was sich
wohl daraus erklärt, daß bei mehr oder weniger herabgelassenem Register in der Nähe
desselben der Strom sich unten hält, während oben Stagnation herrscht. Offenbar sind
daher die bei Einführung des Thermometers in den unteren Theil des Canales
erhaltenen Temperaturen als die wahren zu betrachten, und es wäre richtiger gewesen,
nur unten zu beobachten, nachdem es nicht möglich war, das Thermometer vor dem
Register einzuführen. Unter dieser Voraussetzung für den Kessel Nr. 6 ergibt sich
folgende Zusammenstellung:
Textabbildung Bd. 201, S. 504
Kesselnummer; Temperatur (C.) der
abziehenden Gafe; Verhältniß der Rostfläche zur Heizfläche; a. 21. u. 22.
Penzberger Kohlenklein; a. 23. u. 24. Saarkohle (Rheden I.); am 21. und 22.; am
23. und 24.; 2; Cylinderkessel mit zwei Vorwärmern; 4; Röhrenkessel ohne
Vormärmer; 6.; Fairbairn-Kessel mitzwei
Vormärmern Mittelwerthe
Die Mittelwerthe der Temperaturen sind hierbei unter Reduction auf die Rostfläche
jedes Kessels berechnet, der Annahme zufolge, daß die in jedem Kessel verbrannte
Kohlenmenge annähernd der Rostfläche proportional sey.
Diese Zusammenstellung bietet eine gute Uebersicht über die Heizungsverhältnisse.
Zunächst ist es klar, daß die Verbrennungsgase der Saarkohle mit niedrigerer
Temperatur abziehen müssen, als diejenigen der Penzberger Kohle. Die bei der
Verbrennung entwickelte Wärme ist bei ersterem Material an eine geringere Gasmenge,
aber unter höherer Temperatur gebunden, als bei letzterem. In Folge davon wird
Anfangs in jenem Falle eine raschere Abkühlung der Gase eintreten, welche bei
genügend großer Heizfläche die Temperatur bald unter diejenige der Anfangs kühleren
aber in größerer Quantität vorhandenen Gase des kohlenstoffärmeren Materiales herab zieht. Darin
liegt ja großentheils der Vorzug der besseren Kohle, daß bei gleicher Heizfläche die
Gase mit geringerer Temperatur und in geringerer Menge abziehen, so daß sie in
doppelter Hinsicht weniger Wärme dem Kamin zuführen.
Es folgt fernerhin daraus, daß durch Vergrößerung der Heizfläche der Nutzeffect der
Kleinkohle in höherem Maaße verbessert werden würde, als bei der Saarkohle, daß also
der absolute Brennwerth der ersteren noch in günstigerem Verhältniß zu demjenigen
der letzteren steht, als der relative bei der vorliegenden Kesselanlage. Für die
Saarkohle ist die Heizfläche offenbar vollkommen ausreichend gewesen, denn die mit
Vorwärmern versehenen Kessel haben die Temperaturen der Verbrennungsgase auf
140° (im Mittel) reducirt, was bei einer Wassertemperatur in den Kesseln von
ca. 165° schon als sehr günstiges Resultat zu
betrachten ist. Ja im Fairbairn-Kessel sind die
Verbrennungsgase mit einer mittleren Temperatur von 129° abgezogen, was nur
bei den sehr niedrigen Wassertemperaturen in den Vorwärmern möglich war. Mehrfachen
Beobachtungen zufolge haben diese Temperaturen im ersten Vorwärmer durchschnittlich
41°, im zweiten aber 62° C. betragen. Dagegen hätte sich die
Temperatur der Verbrennungsgase bei der Kleinkohle durch größere Heizflächen
wesentlich herunter ziehen lassen, was selbstverständlich den Nutzeffect um so
stärker beeinflußt hätte, als die Quantität dieser Gase eine viel größere ist, wie
bei der Saarkohle.
Endlich mag noch auf den Einfluß der Vorwärmer hingewiesen werden, wie er sich aus
der Vergleichung der, bei den Kesseln Nr. 2 und 6 gegenüber Kessel Nr. 4,
beobachteten Temperaturen ergibt.
Dem Verhältniß der Rost- und Heizflächen entsprechend, hätte der Röhrenkessel
für die Kleinkohle weitaus die niedrigste, für die Saarkohle aber ungefähr dieselbe
Temperatur ergeben sollen, wie der Fairbairn-Kessel. Er ist aber bei der Kleinkohle vom Fairbairn-Kessel um 50°, bei der Saarkohle
aber vom Cylinderkessel um 30° überholt worden.
4) Effective Arbeitsleistung der Maschine. Nachdem die
Vornahme von Bremsversuchen nicht thunlich war, blieb zur Bestimmung der Arbeit
welche durch Ueberwindung der „schädlichen Widerstände“
absorbirt wird, nur die Abnahme von Leerlaufdiagrammen übrig. Da aber weitaus der
größere Theil jener Widerstände auch beim Leerlauf zu überwinden ist, so ließ sich
doch sehr annähernd die Effectivleistung mit Hülfe solcher Diagramme bestimmen.
Es ist oben schon mitgetheilt worden, unter welchen Umständen die Abnahme stattfand. Die
Bewegungsübertragung erstreckte sich bis zur Transmissionskuppelung; der Stirnkolben
und die hohle Achse auf der Transmission liefen also mit um. Die Geschwindigkeit
wurde unter Beobachtung des bei den „Dispositionen“ erwähnten
Centrifugalpendels auf ca 40 Touren erhalten, die
Steuerung unverändert gelassen und demgemäß nur durch Drosseln regulirt. Das
herausgegriffene Diagramm Nr. 3 (der beigegebenen Abbildungen) läßt das Resultat
dieser Untersuchung erkennen. Der mittlere Dampfdruck fand sich zu 0,1125
Atmosphären, so daß die gesammte Leerlaufarbeit sich zu
24,2 Indicatorpferdestärken oder zu 6 Procent der Dampfarbeit berechnet.Außerdem wurden Diagramme (siehe Nr. 4 der beigegebenen Abbildungen) bei leer
mitlaufender Transmission abgenommen. Sämmtliche Transmissionswellen der
Fabrik mit allen Riemen auf den Leerlaufrollen waren hierbei im Gange. Die
Diagramme ergaben einen mittleren Druck von 0,615 Atm., also eine
Arbeitsleistung von 128,2 Pferdestärken.Hier mag auch die Bemerkung Platz finden, daß während der Versuchstage je
Vormittags neben der Dampfmaschine die Turbinen fast ihre volle verfügbare
Arbeit zu leisten hatten, während sie Nachmittags fast ganz abgestellt
werden mußten, um die Geschwindigkeit bei der constanten Arbeitsleistung der
Dampfmaschine nicht anwachsen zu lassen. Morgens hat die Fabrik also in
Folge der Temperaturdifferenzen ungefähr 80 Pferdestärken oder ca. 16 Procent mehr Arbeit consumirt als
Nachmittags.
Während also die Größe der constanten schädlichen Widerstände hierdurch festgestellt
ist, fehlen noch unmittelbare Anhaltspunkte zur Bestimmung der variabeln, mit der
Arbeitsleistung wachsenden Widerstände. Wenn nun auch aus den vorliegenden Versuchen
auf dieselben keinerlei Schluß gezogen werden kann, so ist schon aus einer einfachen
Betrachtung der Verhältnisse zu entnehmen, daß die Vermehrung der Widerstände bei
der Arbeitsleistung sich nur auf einzelne Theile derselben erstrecken kann und zwar
nicht auf die hervorragendsten. Die Reibungen der Dampf- und
Pumpen-Kolben und Stangen, sowie die zur Bewegung der Steuerungstheile
erforderlichen Kräfte sind absolut constant. Die Zapfenreibungen in der
Schwungradwelle und die Kreuzkopfreibungen erleiden bei der vorliegenden
Construction (da die bezüglichen Kräfte den Gewichten entgegengesetzt wirken) eine
unwesentliche Veränderung, ebenso die Arbeit in der Luftpumpe. Es ist somit a priori anzunehmen, daß die variabeln Widerstände viel
geringer seyn werden, als die constanten.
Dieß wird durch Versuche bestätigt, welche früher an ähnlichen Maschinen gemacht
worden sind. Auch bei Versuchen an anderen Maschinen hat sich dieß ergeben. Grosseteste und HallauerBulletin de la Société industrielle de Mulhouse,
1869 p. 507. z. B. haben für eine Woolf'sche Zwillingsmaschine
von ca. 200 Pferdestärken 19,78 Pferdestärken für den Leerlauf
und 20,74 als Differenz zwischen der indirecten und effectiven Arbeit gefunden.
Wenn wir die variabeln Widerstände zu 25 Proc. der constanten, oder also zu 1,5 Proc.
der Dampfarbeit annehmen, so kann hierbei der Fehler sonach im schlimmsten Falle
etwa 1 Proc. der Arbeitsleistung betragen. Es ist wahrscheinlich, daß die variabeln
Widerstände etwas kleiner gewesen sind. Iene Annahme ergibt aber die effective Leistung zu 370,3 Pferdestärken.
5) Sonstige Beobachtungsresultate. Verhalten des Dampfes auf
dem Wege von den Kesseln in die Cylinder. Ueber die Druckabnahme zunächst
gibt folgende Zusammenstellung Aufschluß:
Mittlerer Dampfdruck in Atmosphären
Gesammtmittel
21.
22.
23.
24.
in den sechs Kesseln
5,05
5,19
5,14
5,15
5,132
am Anfang der Dampfleitung
5,05
5,17
5,13
5,14
5,122
am Ende der Dampfleitung
4,95
5,06
5,02
5,03
5,016
in den Cylindern während der Volldruckperiode
4,78
4,93
4,87
4,89
4,869
Es hat somit, wenn man das arithmetische Mittel der an den sechs Kesseln abgelesenen
Spannungen als wahren Mittelwerth der in den Kesseln erzeugten Dampfspannungen
ansehen darf, der gesammte Druckverlust 0,263 Atmosphären betragen, woran die
Dampfrohrleitung, trotz ihrer Länge von 64 Metern, mit nur 0,12 Atmosphären
participirt.
Ueber die Wassermenge, welche sodann unterwegs
niedergeschlagen wurde, geben die oben besprochenen Abwägungen Auffchluß.
Das niedergeschlagene Wasser wurde aufgefangen 1) im Condensirtopf vor dem
Dampfmaschinenhause, 2) durch ein Ausblaserohr im Dampfmaschinenhause unmittelbar
vor dem Eintritt in die Dampfmäntel, 3) in den Dampfmänteln. Iene Abwägungen ergaben
Folgendes:
Gewicht des niedergeschlagenen Wassers in Pfunden.
21.
22.
23.
24.
zusammen
Condensirtopf
2158,3
2074,7
2175,3
2249,1
8657,4
Ausblaserohr
84,6
27,0
23,0
11,0
145,6
Dampfmantel
linksrechts
2724,42466,1
2838,62751,5
2652,12479,1
2867,12520,3
11082,210217,0
Zusammen
7433,4
7691,8
7329,5
7647,5
30102,2
Hierbei ist derjenige Theil nicht mitgerechnet, welcher beim Austritte aus den betreffenden Mündungen
in Folge der Druckreduction in Dampfform entweichen mußte. Wird die Wassertemperatur
vor dem Austritte zu 150° C. gesetzt, so sind pro
Kilogramm Wasser 50 Calorien frei geworden und konnten hierdurch je 50/652 Kilogrm.
oder 1/13 des Eigengewichtes verdampft werden. Streng genommen, wären sonach die
obigen Zahlen mit 13/12 zu multipliciren. Die gesammte Wassermenge welche auf dem
Wege von den Kesseln in die Cylinder während der vier Tage niedergeschlagen wurde,
beträgt hiernach 326 Zollctr. gegenüber 3406 Zollctrn. welche in die Kessel gepumpt
wurden, also nahezu 10 Procent der Speisewassermenge. Hieran participirt übrigens
die Dampfrohrleitung (Condensirtopf und Ausblaserohr) selbst mit nur 95,3 Ctrn. oder
2,8 Procent, während in den Dampfmänteln 230,8 Ctr. oder 7 Procent der
Speisewassermenge condensirt wurden. Ob diese 230,8 Ctr. allein von der Wärmeabgabe
an die Cylinder- und Mantelwände herrühren, oder ob aus der Dampfrohrleitung
ein Theil des condensirten Wassers mitgerissen wurde, läßt sich a priori nicht entscheiden; jedoch dürfte der Umstand
daß durch das Ausblaserohr (beim Eingange in die Cylinder) beinahe gar kein Wasser
austrat, gegen das Letztere sprechen. Was den Trockenheitsgrad des Dampfes in den
Cylindern betrifft, so ergibt die Untersuchung der Expansionscurve, auf welche wir
an dieser Stelle nicht eingehen, daß der Dampf nach Eintritt in die Cylinder einen
sehr mäßigen Wassserzusatz hatte, welcher unter der Einwirkung der Wärmeaufnahme von
den Cylinderwänden (aus dem Dampfmantel) schon in der ersten Hälfte des Hubes
verschwindet, so daß der Dampf am Ende des Hubes jedenfalls fast ganz trocken
gewesen ist.
Bezüglich der Verhältnisse in den Condensatoren ist neben
den aus den Haupttabellen ersichtlichen Resultaten hervorzuheben, daß die mittlere
Temperatur des Einspritzwassers 7,5° C. und diejenige im Condensator
38,3° C. betrug, welcher Temperatur ein Dampfdruck von 0,07 Atm. entspricht,
während ein mittlerer Druck von 0,186 Atm. beobachtet worden ist.
6) Zusammenstellung der
Versuchsresultate.
Mittelwerthe aus den vier Tagen.
Dampfüberdruck am Ende der Dampfleitung
5,02 Atm.
Condensatordruck
0,186 Atm.
Expansionsverhältniß
ca. 10 Proc. des Hubes
Dampfarbeit
400,34 Indicatorpferdest.
effective Arbeit
370 Pferdest.
Textabbildung Bd. 201, S. 509
Es muß dieser Zusammenstellung die Bemerkung angefügt werden, daß die
Resultate welche sich auf den Dampf- und Kohlenverbrauch pro Pferdestärke beziehen, in Wirklichkeit etwas
günstiger gewesen sind, als vorstehende Zahlen es erkennen lassen. Es ist
insbesondere daran zu erinnern:
1) daß die Dampfarbeit wegen des in den Diagrammen vielfach nicht vollständig
ausgebildeten Vacuums etwas zu klein berechnet ist;
2) daß die „schädlichen Widerstände“ wahrscheinlich
etwas zu hoch eingesetzt sind;
3) daß in den Kesseln Wasserverluste durch Undichtheiten stattgefunden
haben;
4) daß ein Theil des in der Dampfleitung condensirten und in Abzug zu
bringenden Wassers als Dampf entwichen ist.
Es darf aus diesen Gründen als wahrscheinlich bezeichnet werden, daß der
stündliche Dampfverbrauch pro
Indicatorpferdestärke kaum mehr als 17 Zollpfd. und derjenige pro effective Pferdestärke wenig über 18
Zollpfd. betragen habe.
Fernerhin mag noch darauf hingewiesen werden, daß die Einspritzwassermenge
während der Versuchstage sich als ungenügend herausgestellt hat, wie dieß
die Diagramme zeigen und daß vielleicht auch eine stärkere Voreilung für die
Ausströmungsventile vortheilyaft gewesen wäre. Thatsächlich ist durch
seither vorgenommene Correctionen in dieser Richtung der Arbeitsproceß
verbessert worden, indem gegenwärtig die Diagramme während des ganzen Hubes
ein gleichmäßiges und vollkommeneres Vacuum aufweisen. Kann nun aus den
vorstehenden Bemerkungen auch keine genaue und unantastbare Bestimmung für
die Berichtigung jener Zahlen gewonnen werden, so läßt sich mit um so
größerer Sicherheit das immerhin außergewöhnlich günstige Resultat
aussprechen: die Maschine hat
pro
Stunde und Pferdestärke nicht mehr als 17½
Zollpfd. Dampf verbraucht.
(Der Schluß folgt.)