Ueber das Nachdampfen während der Expansion: von Professor Gustav Schmidt in Prag.*Vom Verf. gefälligst eingesendeter Separatabdruck aus der Zeitschrift des österreichischen Ingenieur- und Architekten-Vereins, 1875 S. 25. Schmidt, über das Nachdampfen während der Expansion. Bekanntlich sollte nach der mechanischen Wärmetheorie der gesättigte oder nasse Cylinderdampf während seiner Expansion sich zum Theile condensiren, daher das übrig bleibende Quantum gesättigten Dampfes ein kleineres Gewicht haben, als im Momente der Absperrung. In Wirklichkeit findet das directe Gegentheil statt. Die Dampfmenge im Cylinder vermehrt sich nach erfolgter Absperrung noch nicht unbeträchtlich, und zwar entweder durch Undichtheit der Ventile und Schieber, wie Prof. Dr. Weiß in Brünn meint (vergl. Zeitschrift des Architekten- und Ingenieur-Vereins zu Hannover, Jahrg. 1873), oder durch das Nachdampfen des während der Admissionsperiode an den Cylinderwandungen niedergeschlagenen Wassers, welches die hohe Temperatur des Admissionsdampfes besitzt, wodurch die Erhebung der wahren Expansionscurve über die adiabatische Linie zuerst von Ludewig und Werner erklärt wurde, oder aber durch beide Umstände. Ich halte das Nachdampfen für das wesentlichere, glaube aber, daß allerdings bei der von Weiß untersuchten Maschine die Ventile undicht waren. Hier wünsche ich nur darauf aufmerksam zu machen, daß man fehlt, wenn man das verbrauchte Dampfquantum aus dem Volumen bei der Absperrung (inclusive schädlichen Raumes) und aus der dem Diagramm entnommenen Spannung berechnet, indem die aus dem wachsenden Volumen nach der Absperrung und der hierzu gehörigen Spannung berechnete Dampfmenge noch etwa bis 10 Proc. des Kolbenweges über die Absperrung hinaus wächst. Um den Unterschied der Theorie und Erfahrung ziffermäßig vor Augen zu führen, nehme ich eine Wasserhaltungsmaschine an, welche bei 80 Proc. Füllung 8 Kubikmeter Dampf enthält, worauf die Expansion zunächst auf 9 Kub. Met. erfolgt. Der Admissionsdampf möge p₁ = 4 (alte) Atmosphären absoluter Spannung gehabt haben, folglich ein specifisches Gewicht γ₁ = 2,2303 Kilogramm. Die anfängliche Dampfmenge war also G₁ = 8γ₁ = 17,8424 Kilogrm. Die theoretische adiabatische Linie befolgt näherungsweise das Rankine'sche Gesetz p₂/p₁ = (V₁/V₂)μ worin nach Zeuner μ = 1,035 + 0,1 x, wenn die specifische Dampfmenge des expandirenden Dampfes im Anfangszustande x ≧ 0,7 ist.

Für x = 1 0,9 0,8 0,7 folgt μ = 1,135 1,125 1,115 1,105

und somit aus p₂ = 4(8/9)μ

p₂ =   3,499   3,504   3,508   3,512 Atm., womit γ₂ =   1,9676   1,9697   1,9718   1,9739 Kilogrm. G₂ = 9γ₂ = 17,7084 17,7273 17,7462 17,7651 „ G₁ –    G₂ =   0,1340   0,1151   0,0962   0,0773 „

War p₁ = 3,6 Atmosphären, so ergibt sich in gleicher Weise die niedergeschlagene Dampfmenge

G₁ – G₂ = 0,1225 0,1055 0,0875 0,0695 Kilogrm.

In Wirklichkeit ergaben sich an einer derartigen vor kurzem indicirten Maschine folgende Resultate:

Bei 81 Proc. Füllung G₁ = 16,682 Kilogrm. „ 85 „ Kolbenweg G₂ = 16,897 „ „ 90 „ „           17,108 „ „ 97 1/2 „ „           17,359 „

und bei 17 abgenommenen Diagrammen mit 80 bis 89 Proc. Füllung lag das Maximum der berechneten Dampfmenge meistens bei 97 1/2 Proc. und nur ausnahmsweise bei 90 Proc. mit geringer Abnahme bis 97 1/2 Proc., was auch auf Beobachtungsfehlern beruhen kann. Ich halte es für ganz gut möglich, daß bei starker Expansion und hoher Anfangsspannung die Vermehrung der Dampfmenge nach der Absperrung in Folge des Nachdampfens 20 Proc. betragen kann, wie sich dies bei einer von Hrn. Otto Müller in Pest indicirten Maschine ergeben haben soll. Ich nehme bei dieser Gelegenheit Anlaß zu bemerken, daß die Rankine'sche Formel für den praktischen Gebrauch weit handsamer gestaltet werden kann. Setzt man nämlich V₁/V₂ = a, so ist

also p₂ = p₁V₁/V₂ [1 + 2,302585 (μ – 1) log. vulg. V₁/V₂] oder auch      = p₁V₁/V₂ [1 – 2,302585 (μ – 1) log. vulg. V₂/V₁]. So ist z.B. in dem früher angeführten Beispiele V₂/V₁ = 9/8 2,302585 log. vulg. V₁/V₂ = 0,117783 (p₁V₁)/V₂ = 32/9 und beziehungsweise μ – 1 = 0,135    0,125    0,115    0,105. Hiermit folgt p₂ = 3,4990    3,5032    3,5074    3,5116 bis auf 1/100 Procent, so wie früher.