Titel: | Versuche über Wärmeüberführung; von G. A. Hagemann. |
Autor: | H. F. |
Fundstelle: | Band 252, Jahrgang 1884, S. 148 |
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Versuche über Wärmeüberführung; von G. A.
Hagemann.
Hagemann, Versuche über Wärmetransmission.
Der Verfasser vorliegenden WerkchensNogle Wärmetransmissions-Forzög af G. A.
Hagemann. (Kopenhagen 1883. Universitätsbuchhandlung G. E. C. Gad.) erläutert zunächst
einerseits das Bedürfniſs der Technik, die durch Wandungen geleitete Wärmemenge
genau bestimmen zu können, andererseits die Lückenhaftigkeit unserer gegenwärtigen
Kenntnisse auf diesem Gebiete, so die Nützlichkeit eingehender Versuche
nachweisend.
Hagemann benutzte zu seinen Versuchen folgende
Einrichtung: In der Achse einer 157mm weiten und
941mm langen stehenden Guſseisenröhre ist mit
Hilfe vorgeschraubter Deckel eine an beiden Enden offene, 45mm weite Messingröhre, deren Wandstärke 2mm beträgt, befestigt, so daſs um die Messingröhre
ein dampfdichter Hohlraum ringförmigen Querschnittes gebildet wird. Dieser Hohlraum
kann mit der Dampfleitung in Verbindung gesetzt werden und ist mit einem Ablaſshahne
sowie mit Manometer und feinen Thermometern versehen. Das untere Ende der
Messingröhre steht mit einem erhöht aufgestellten Wassergefäſse in Verbindung,
während das obere Ende desselben eine Auslaufröhre trägt, welche das durch die
Versuchsröhre geflossene Wasser in ein auf einer Wagschale aufgestelltes Gefäſs
fallen läſst. Mittels einer mit Dampf gespeisten Röhrenschlange kann man das im
oberen Gefäſse befindliche Wasser beliebig erwärmen; am Fuſse wie am Kopfe der
Versuchsröhre angebrachte feine Thermometer gestatten die Eintritts- und
Austrittstemperatur des durch die Versuchsröhre aufsteigenden Wassers zu
beobachten.
Ein Vorversuch führte zu dem bemerkenswerthen Ergebnisse, daſs die am Kopfe der
Versuchsröhre in der Mitte derselben angebrachten Thermometer sehr wechselnde
Temperaturen ergaben, deren Durchschnitt wesentlich niedriger war als die im
Auffanggefäſse beobachteten Temperaturen. Hagemann
schloſs aus dieser Erscheinung, daſs die Wassertemperatur in der Mitte der
Versuchsröhre merklich niedriger sei als diejenige des Wassers, welches die Wandung
der Versuchsröhre unmittelbar berührt. Derselbe fügte daher eine auſsen gemessen
38mm,5 dicke, oben und unten geschlossene
Röhre in die Versuchsröhre, so daſs die Weite des für den Wasserdurchfluſs frei
bleibenden Querschnittes nur ½ (45 – 38,5) = 3mm,25 betrug, und fand, daſs nunmehr die am oberen Ende der Versuchsröhre
beobachteten Temperaturen mit denjenigen des abfliefsenden Wassers gut
übereinstimmten.
Eine Versuchsreihe wurde dem Einflüsse der Wassergeschwindigkeit gewidmet. Aus
derselben geht hervor, daſs die Wärmeüberführung mit der Geschwindigkeit des Wassers
ganz bedeutend wächst und zwar von 891 bis 3264c
für 1qm, 1 Stunde und 1° Temperaturunterschied bei
92mm bezieh. 1808mm Wassergeschwindigkeit und mittleren Temperaturunterschieden, welche nur
zwischen 54,2 und 45,7° schwanken.
Andere Versuchsreihen, welche zur Auffindung des Einflusses des
Temperaturunterschiedes dienen sollten, ergaben eine Abnahme der Wärmeüberführung
mit zunehmenden Temperaturunterschieden, z.B. von 1860 bis 1278c für 4,7 bezieh. 25,8° Temperaturunterschied und
310 bis 318mm Wassergeschwindigkeit, ferner 2832
bis 1656° für 3,6 bezieh. 18,8° Temperaturunterschied und zwischen 680 und 634mm schwankender Wassergeschwindigkeit. Diese
Versuche sind bei unveränderlicher Dampftemperatur (100°) gemacht, Untersuchungen,
bei welchen die mittlere Wassertemperatur so viel als möglich unveränderlich erhalten und die Aenderung des
Temperaturunterschiedes durch Steigerung der Dampftemperatur hervorgebracht wurde,
zeigten entgegengesetztes Verhalten, indem z.B. die überführte Wärmemenge von
1956c für 1qm, 1 Stunde und 1° Temperaturunterschied auf 2400 stieg, wenn der
Temperaturunterschied von 86,2 auf 111,3° (18,1° mittlere Wasser-, 104,4°
Dampfbezieh. 26,4° mittlere Wasser-, 138,2 Dampftemperatur) stieg. Aehnlich
überraschende Ergebnisse finden sich in den übrigen Versuchsreihen.
Hagemann sieht ab von einer Zusammenfassung der
Versuchsergebnisse in mathematische Form; in der That sind dieselben hierfür noch
nicht reif. Jedenfalls enthalten die bedeutsamen Hagemann'schen Versuche reichlichen Stoff zum Umstoſsen der bisher
landläufigen Auffassung, nach welcher für die Praxis genügend genau gerechnet werde,
wenn man – unbekümmert um die Wassergeschwindigkeit und die Art des
Temperaturunterschiedes – die übergeführte Wärmemenge als dem Temperaturunterschiede
und der Flächengröſse proportional annimmt.
Für die Lufterwärmung sind die betreffenden Beweise bekanntlich schon gegeben (vgl.
Skeel in D. p. J. 1878
227 209 und Herm.
Fischer in der Zeitschrift des Vereins deutscher
Ingenieure, 1882 S. 430).
H. F.