Titel: | Versuche über den Einfluss der Temperatur auf die Ausflussgeschwindigkeit des Wassers. |
Autor: | L. P. |
Fundstelle: | Band 232, Jahrgang 1879, S. 408 |
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Versuche über den Einfluſs der Temperatur auf die
Ausfluſsgeschwindigkeit des Wassers.
Isherwood's Versuche über die Ausfluſsgeschwindigkeit des
Wassers.
Isherwood, Marine-Oberingenieur der Vereinigten Staaten,
veröffentlicht in dem Journal of the Franklin
Institute, 1878 Bd. 105 S. 339 die Resultate von Versuchen, welche derselbe
im J. 1863 im Vereine mit Marine-Ingenieur Emery über
die Ausfluſsgeschwindigkeit von Wasser bei verschiedenen Temperaturen desselben
angestellt hatte. Zu dem Behufe wurde ein aus dünnem Kupferblech hergestelltes,
durch eine Filzummantelung gegen Abkühlung geschütztes, cylindrisches, oben offenes
Gefäſs mit Wasser von beliebig gewählter Temperatur gefüllt und durch Oeffnen eines
am tiefsten Punkte des halbkugelförmigen Bodens befestigten Hahnes wieder entleert,
wobei die Zeitdauer, während welcher der Wasserspiegel sich jedesmal um eine und
dieselbe Strecke senkte, genau notirt wurde. Der Anfangs- und Endpunkt genannter
Strecke war fixirt durch zwei Marken, welche in den am cylindrischen Gefäſs oben und unten
befestigten Wasserstandsgläsern angebracht waren; das durch diese Marken
eingegrenzte Wasservolum betrug 0cbm,241 (genau
8,5 Cubikfuſs englisch). Im Ganzen wurden 246 Versuche angestellt, bei welchen man
die Wassertemperatur zwischen 0 und 100° variiren lieſs; die niedrigsten
Temperaturen wurden durch Kühlung des Wassers mittels Eis, die höheren durch
entsprechende Mischung von kaltem und in einem Dampfkessel erhitztem Wasser
herbeigeführt. Nach Correctur der beobachteten Ausfluſszeiten mit Rücksicht auf die
Gröſsenveränderung der Ausfluſsöffnung in Folge der Erwärmung ergaben sich folgende
Zahlenreihen:
Temperatur
Relat. Ausfluſs-zeit für gleiche
Relat. Ausfluſs-geschw. f.
gleiche
Temperatur
Relat. Ausfluſs-zeit für gleiche
Relat. Ausfluſs-geschw. f.
gleiche
Fahr.
Cels.
Vol.
Gew.
Vol.
Gew.
Fahr.
Cels.
Vol.
Gew.
Vol.
Gew.
32°
0°
1,0000
1,0000
1,0000
1,0000
124°
51,11°
0,9559
0,9677
1,0461
1,0330
36
2,22
0,9988
0,9987
1,0012
1,0013
128
53,33
0,9534
0,9662
1,0489
1,0350
40
4,44
0,9973
0,9972
1,0027
1,0028
132
55,56
0,9509
0,9646
1,0516
1,0367
44
6,67
0,9959
0,9959
1,0041
1,0041
136
57,78
0,9483
0,9631
1,0545
1,0383
48
8,89
0,9944
0,9945
1,0056
1,0055
140
60,00
0,9457
0,9616
1,0577
1,0399
52
11,11
0,9928
0,9930
1,0072
1,0070
144
62,22
0,9430
0,9600
1,0604
1,0416
56
13,33
0,9913
0,9917
1,0087
1,0084
148
64,44
0,9404
0,9585
1,0633
1,0434
60
15,56
0,9896
0,9903
1,0105
1,0097
152
66,67
0,9376
0,9568
1,0665
1,0451
64
17,78
0,9877
0,9889
1,0124
1,0112
156
68,89
0,9347
0,9551
1,0698
1,0469
68
20,00
0,9859
0,9875
1,0143
1,0127
160
71,11
0,9318
0,9534
1,0732
1,0489
72
22,22
0,9840
0,9860
1,0163
1,0143
164
73,33
0,9287
0,9515
1,0767
1,0509
76
24,44
0,9821
0,9846
1,0182
1,0158
168
75,56
0,9255
0,9495
1,0804
1,0532
80
26,67
0,9802
0,9833
1,0202
1,0170
172
77,78
0,9222
0,9474
1,0843
1,0555
84
28,89
0,9781
0,9818
1,0224
1,0186
176
80,00
0,9191
0,9454
1,0880
1,0577
88
31,11
0,9761
0,9804
1,0245
1,0200
180
82,22
0,9156
0,9432
1,0922
1,0604
92
33,33
0,9740
0,9790
1,0267
1,0213
184
84,44
0,9121
0,9409
1,0963
1,0628
96
35,56
0,9718
0,9775
1,0290
1,0230
188
86,67
0,9087
0,9388
1,1005
1,0652
100
37,78
0,9696
0,9761
1,0313
1,0245
192
88,89
0,9051
0,9365
1,1048
1,0678
104
40,00
0,9675
0,9748
1,0336
1,0258
196
91,11
0,9012
0,9338
1,1096
1,0708
108
42,22
0,9652
0,9734
1,0360
1,0273
200
93,33
0,8975
0,9313
1,1141
1,0736
112
44,44
0,9630
0,9720
1,0384
1,0288
204
95,56
0,8935
0,9286
1,1192
1,0769
116
46,67
0,9606
0,9705
1,0410
1,0304
208
97,78
0,8895
0,9258
1,1241
1,0801
120
48,89
0,9583
0,9691
1,0435
1,0319
212
100,00
0,8855
0,9231
1,1293
1,0833
Bemerkenswerth ist, daſs die Ausfluſsgeschwindigkeiten für gleiches Gewicht bei
verschiedenen Temperaturen in nahezu quadratischem Verhältniſs zu dem relativen
Volum des Wassers bei gleicher Temperatur zu stehen scheinen.
Der Meinung Isherwood's, daſs diese Eigenschaft des
Wassers, welche augenscheinlich auf der geringeren Dichtigkeit desselben bei höherer
Temperatur beruht, wesentlich bei der Construction von Dampfkesseln in Betracht
gezogen werden müsse, namentlich betreffs deren Untersuchung auf Dichtheit der
Fugen, kann Referent nicht beipflichten, da die bekannte Erscheinung, daſs ein
Kessel bei kalter Druckprobe dicht sein, unter Dampfdruck dagegen erhebliche
Undichtheiten zeigen kann, ohne Zweifel lediglich eine Folge der Ausdehnung des
Kesselbleches bei der Erwärmung ist. Ebenso wenig dürfte sich bei der Wirkung der Pumpen und
Schiffspropeller oben erörterte Eigenschaft des Wassers so bemerklich machen, wie
Isherwood annimmt, da z.B. das Pumpen von warmem
Wasser bedeutend beeinfluſst wird durch die bei sinkender specifischer Pressung,
also beim Saugen des Kolbens, sofort eintretende Dampfentwicklung.
Dagegen kann die beregte Eigenschaft des Wassers wohl bei einer Warm- bezieh.
Heiſswasserheizanlage wesentlich zur Geltung kommen, insofern als das erwärmte
Wasser geringere Reibungswiderstände beim Durchflieſsen der Röhrenleitung und der
Heizapparate zu überwinden hat, als kaltes Wasser, mithin bei gegebener Temperatur
rascher umlaufen wird, als man bei Berechnung der Anlage vielleicht angenommen hat;
ob es jedoch rathsam ist, mit Rücksicht auf obige Zahlenwerthe bei der Berechnung
letzterwähnter Anlagen geringere Annahmen als bisher über die Gröſse der
Reibungswiderstände zu machen, muſs als sehr fraglich bezeichnet werden, da durch
dergleichen Reductionen leicht die Sicherheit des Erfolges der zu construirenden
Heizung beeinträchtigt werden kann.
L.
P.