Titel: | Polytechnische Schau. |
Fundstelle: | Band 332, Jahrgang 1917, S. 89 |
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Polytechnische
Schau.
(Nachdruck der Originalberichte – auch im Auszuge
– nur mit Quellenangabe gestattet.)
Polytechnische Schau.
Die Kriegsopfer für alle Völker abzukürzen, hat Kaiserliche Großmut
angeregt.
Nun die Friedenshand verschmäht ist, sei das deutsche Volk aufgerufen, den
verblendeten Feinden mit neuem Kraftbeweis zu offenbaren, daß deutsche
Wirtschaftsstärke, deutscher Opferwille unzerbrechlich sind und bleiben.
Deutschlands heldenhafte Söhne und Waffenbrüder halten unerschütterlich die Wacht. An
ihrer Tapferkeit wird der frevelhafte Vernichtungswille unserer Feinde zerschellen.
Deren Hoffen auf ein Müdewerden daheim aber muß jetzt durch die. neue Kriegsanleihe
vernichtet werden.
Fest und sicher ruhen unsere Kriegsanleihen auf dem ehernen Grunde des deutschen
Volksvermögens und Einkommens, auf der deutschen Wirtschafts- und Gestaltungskraft,
dem deutschen Fleiß, dem Geist von Heer, Flotte und Heimat, nicht zuletzt auf der
von unseren Truppen erkämpften Kriegslage.
Was das deutsche Volk bisher in kraftbewußter Darbietung der Kriegsgelder
vollbrachte, war eine Großtat von weltgeschichtlich strahlender Höhe.
Und wieder wird einträchtig und wetteifernd Stadt und Land, Arm und Reich, Groß
und Klein Geld zu Geld und damit Kraft zu Kraft fügen – zum neuen wuchtigen
Schlag.
Unbeschränkter Einsatz aller Waffen draußen, aller Geldgewalt im Innern.
Machtvoll und hoffnungsfroh der Entscheidung entgegen!
–––––
Die Entschweflungsvorgänge im Roheisenmischer. Ueber
diesen Gegenstand bringt L. Blum in Stahl und Eisen (1916
Nr. 47) beachtenswerte Mitteilungen. Der sogenannte Roheisenmischer ist ursprünglich
als Entschwefelungsapparat gedacht. Mit seiner Hilfe ist es bereits gelungen, bis zu
86 v. H. des im Roheisen enthaltenen Schwefels abzuscheiden. In dieser Bedeutung als
Entschwefler ist der Mischer in neuerer Zeit mehr und mehr zurückgetreten und sein
Zweck, qualitativ und quantitativ als Ausgleicher verschiedener ungleichmäßig
zusammengesetzter Abstiche zu dienen, in erhöhtem Maße zur Geltung gekommen. Es hat
sich gezeigt, daß oft die Entschweflung im Entmischer versagt, ohne daß man eine Ursache
feststellen konnte. Blum fand, daß mit zunehmendem Kieselsäure-Manganverhältnis der
Mischerschlacken eine Abnahme ihres Schwefelgehalts stattfindet, und damit
gleichzeitig eine Abnahme der prozentualen Entschweflung des Roheisens im
Zusammenhange steht. Er weist nach, daß dieses Verhältnis den Wert Si O2 : Mn = 0,80 nicht übersteigen soll, was hauptsächlich
erreicht wird, wenn das Einsatzeisen neben wenig Silizium viel Mangan enthält. An
Beispielen zeigt er ferner, daß eine Rückschweflung des Eisenbades stattfinden kann.
Um eine Aenderung der Basizität der Mischerschlacken zu verhindern, empfiehlt Blum, für die Ausmauerung von Pfannen und Mischern nur
basisches Material zu verwenden. Ueberhaupt soll eine Berührung des Pfannen- und
Mischerinhalts mit Sand oder kieselsäurehaltigem Material vermieden werden. Die in
der Arbeit dargelegte Theorie der Entschweflungsvorgänge im Roheisenmischer faßt Blum wie folgt zusammen: „Die Entschweflung des
Roheisens durch Abscheidung von Schwefelmangan findet im Mischer nur dann statt,
wenn neben dem Schwefelmangan in der Mischerschlacke so viel Manganoxydul
enthalten ist, um alle gleichzeitig vorhandene Kieselsäure zu einem
Mangansilikat von der Formel Mn Si O3 zu binden. Trifft dies nicht zu, dann findet
durch die überschüssige Kieselsäure, die in diesem Falle als an Eisen gebunden
gedacht wird, nach der Formel Mn S + Fe Si O3
= Mn Si O3 + Fe S, eine Zerlegung des Schwefelmangans zu
Mangansilikat und Schwefeleisen statt, welch letzteres wieder vom Eisenbad
aufgenommen wird.“
Loebe.
–––––
Neues aus der Draht- und Glühlampentechnik. Zur
Herstellung von Metalldraht werden je nach dem Material, aus dem er besteht,
verschiedene Verfahren angewendet. Eisen- und Stahldraht wird im allgemeinen
gehämmert, gewalzt und dann gezogen, Kupferdraht gewalzt und gezogen, Bleidraht
gepreßt. In neuerer Zeit wird auch Kupfer- und Messingdraht gepreßt. Das angewärmte
Metall kommt in eine hydraulische Presse und wird durch eine Oeffnung unter sehr
starkem Druck durchgespritzt. Sieht man ab vom Schneiden drahtförmiger Gebilde aus
Blech oder von der Herstellung gegossenen Drahtes, so gibt es in der Technik bisher
keine anderen als die erwähnten Verfahren, Draht herzustellen. Auch der in der
Glühlampenfabrikation früher verwendete aus feinem Metallpulver und bei hoher
Weißglut zusammengesinterte Metallfaden kann nicht mit Draht bezeichnet werden, weil
er nicht die Eigenschaft hat, die man von einem Draht verlangt, als da sind große
Zugfestigkeit, Biegsamkeit und so große Geschmeidigkeit, daß man ihn auf einen
verhältnismäßig engen Ring aufwickeln kann. Die für die Glühlampen daraus
hergestellten Fäden waren so brüchig, daß sie schon bei der geringsten Erschütterung
zerstört wurden. Fast alle nach den bisher bekannten Verfahren hergestellten
Metalldrähte bestehen aus vielen, unendlich kleinen Kristallen, die durch den
Bearbeitungsprozeß gestreckt und in der Längsrichtung des Drahtes geordnet
sind, wodurch der Draht, wenn man ihn anätzt, langfaserig erscheint.
Durch einen Vortrag des Professors Dr. Böttger von der
Universität in Leipzig, den er in der Versammlung der Deutschen Bunsengesellschaft
im Dezember v. J. in Berlin hielt, wurde ein ganz neues, fast in allen Ländern
patentiertes Verfahren, drahtförmige Gebilde herzustellen, bekannt, das die Firma
Julius Pintsch Aktiengesellschaft in Berlin bei der
Herstellung der Leuchtkörper für ihre neuen Sirius-Metallampen verwendet. Dies
Verfahren besteht darin, Leuchtfäden aus Wolfram mit einem geringen Zusatz von
Thoroxyd herzustellen, die weder gegossen, noch gehämmert oder gewalzt, noch gezogen
oder gepreßt sind, und doch die Festigkeit des besten Stahldrahtes besitzen. Bei dem
hierbei angewendeten. Herstellungsverfahren preßt man aus sehr fein verteiltem
Metall einen Faden, bewegt ihn durch eine kurze, sehr hoch erhitzte Heizzone von
etwa 2500° langsam hindurch. Seine feinen Metallteilchen lagern sich dabei zu einem
einzigen, den ganzen Querschnitt des Fadens ausfüllenden Kristall um, der
entsprechend der Geschwindigkeit, mit der der Faden durch die Heizzone geführt wird,
weiterwächst. Dieser Kristall hat eine Zugfestigkeit von 164 kg/mm2 und eine so große Geschmeidigkeit, daß man ihn
kalt um die feinste Nadel wickeln kann. Verwendet man ihn als Glühfaden in einer
Glühlampe, so behält er diese Eigenschaft auch bei sehr langer Brenndauer noch bei,
während der nach den bisher gebräuchlichen Methoden hergestellte Draht in den Lampen
schon nach kurzer Brenndauer wieder brüchig wird. Dieses Zurückgehen der Festigkeit
des gezogenen Drahtes rührt daher, daß die während des Herstellungsverfahrens beim
Hämmern, Walzen und Ziehen des Drahtes zertrümmerten miteinander nur äußerlich
verbundenen kleinen Kristalle wieder eine ihrem Kristallsystem entsprechende Form
annehmen, rekristallisieren und dadurch ihren gegenseitigen Zusammenhalt verlieren.
Der Kristallfaden besieht, wie schon erwähnt, nur aus einem einzigen Kristall. Er
hat ohne gewaltsame Einwirkung seine Form angenommen und da sie die einfachste und
stabilste ist, behält er sie auch bei.
Ueber das Verhalten der von der Julius Pintsch A.-G. in
Berlin mit solchen Kristallfäden hergestellten Glühlampen hat die Prüfstelle der
wirtschaftlichen Vereinigung von Elektrizitätswerken eingehende Untersuchungen
angestellt. Direktor Ely vom Elektrizitätswerk in
Nürnberg hat sie vor kurzem veröffentlicht. Danach zeigten diese Lampen gegenüber
denjenigen unter gleichen Bedingungen untersuchten Lampen mit gezogenem Draht sehr
vorteilhafte Eigenschaften. Die Lampen schwärzten sich nicht und der Leuchtfaden
behielt auch nach sehr langer Brenndauer noch große Stoßfestigkeit und war nach 1950
Brennstunden noch so fest, daß man nach Oeffnen der Lampe das ganze Gestell der
Lampe an ihm aufhängen konnte, während die durch Ziehen hergestellten Drähte schon
nach verhältnismäßig wenig Brennstunden spröde und brüchig werden.
Es steht zu erwarten, daß es gelingen wird, nach dem beschriebenen Verfahren auch aus anderen Stoffen
Kristalle von großer Länge zu züchten.
Schaller.
–––––
Die Heysteuerung. Um einen guten Wirkungsgrad der
Dampfkesselanlage zu erhalten, muß Sorge getragen werden, mit der geringsten
Luftmenge auszukommen, mit der noch eine vollkommene Verbrennung erzielt wird. Zu
viel zugeführte Luft erniedrigt die Verbrennungstemperatur und infolgedessen auch
das Temperaturgefälle zwischen den Feuergasen und dem Kesselwasser, ein erheblicher
Teil der auf dem Rost erzeugten Wärmemenge wird außerdem durch die überschüssige
Verbrennungsluft zum Schornstein geleitet.
Die hier beschriebene Heysteuerung hat nun den Zweck, bei Dampfkesseln mit höherer
Betriebspannung selbsttätig die Luftzufuhr entsprechend der Dampfkesselbelastung
einzustellen, so daß ein größerer Luftüberschuß möglichst vermieden wird, ähnlich
wie bei den bekannten Einrichtungen für die Niederdruckkessel von Dampfheizungen.
Die Heysteuerung enthält eine manometerartige Vorrichtung, die unter Benutzung der
bekannten Rückstellung einen hydraulischen Preßzylinder steuert. Dieser selbst
stellt den Essenschieber auf die der manometrischen Angabe entsprechende Höhe ein.
Nimmt der Kesseldruck um Bruchteile einer Atmosphäre zu, so wird der Essenschieber
durch die Vorrichtung entsprechend mehr geschlossen, der Zug wird dadurch verringert
und die Verbrennung auf dem Roste selbsttätig der Kesselbeanspruchung angepaßt. Bei
2½ bis 3 at Wasserdruck erhält man für den Essenschieber eine Verstellkraft von 35
bis 40 kg. Dabei ist der Druckwasserzylinder mit 100 mm ? ausgeführt. Der
Rauchschieber muß gut ausgeglichen sein und leicht beweglich eingestellt werden. An
der Vorrichtung ist noch ein Registrierapparat angebracht, der die Dampfschwankungen
bzw. die Rauchschiebereröffnungen selbsttätig aufzeichnet, so daß hiermit der Heizer
überwacht werden kann.
Die Empfindlichkeit der Heyschen Vorrichtung liegt
innerhalb 1/10 at.
Die Vorrichtung vermeidet die Zufuhr überschüssiger Luft, vergrößert also den
Kohlensäuregehalt der abziehenden Rauchgase und erniedrigt die Abgastemperatur. Die
Anschaffungskosten der Vorrichtung sind verhältnismäßig gering. Bei künstlichem Zuge
oder Unterwind regelt man mit der Heysteuerung zweckmäßig nicht allein den
Rauchschieber, sondern auch die Saugleitung des Ventilators oder auch die Umlaufzahl
des antreibenden Elektromotors. Bei mechanischer Feuerung wird durch die
Heysteuerung unmittelbar die Kohlenzufuhr geregelt. Wird der Kessel mit Hand
beschickt, so kann man die Heysteuerung mit der Feuertür des Kessels so verbinden,
daß bei deren Oeffnen der Rauchschieber nahezu geschlossen wird. Dadurch wird das
Einströmen kalter Luft während der Rostbekschickung vermieden.
Tabelle 1.
1908Kessel mitApparat
1907Kesselohne App.
Dauer des Versuchs Monate
5
5
Wasserförderung m3
1777300
2029000
Kohlenverbrauch des Dampfkessel kg
312210
383285
Kohlenverbr. z. Förderg. v. 100m3 Wasser kg
17,56
18,89
Ersparnisse an Kohlen v. H.
7,04
Textabbildung Bd. 332, S. 91
Die Heysteuerung hat sich schon jahrelang bei verschiedenen Dampfkesselanlagen
bewährt. Bei der Pumpstation eines städtischen Wasserwerks wurden je fünf Monate
hindurch Vergleichsversuche mit und ohne Heysteuerung ausgeführt, und dabei ergab
sich nach amtlichem Bericht (Tab. 1) eine Kohlenersparnis durch die Heysteuerung von
7,04 v. H. Der Apparat hat während dieser Zeit ununterbrochen selbsttätig
gearbeitet.
Tabelle 2. (Vergleiche der Wirkungsgrade.)
Thermischer Wirkungsgrad der Anlage ohne Green- schen
Vorwärmer und ohne Heyschen Apparat v. H.
66,2
Thermischer Wirkungsgrad der Anlage ohne Green- schen
Vorwärmer und mit Heyschem Apparat v. H.
75,4
Thermischer Wirkungsgrad der Anlage mit
Greenschem Vorwärmer und ohne Heyschen Apparat v.
H.
75,9
Thermischer Wirkungsgrad der Anlage mit
Greenschem Vorwärmer und mit Heyschem Apparat v.
H.
81.0
An der Dampfkesselanlage für das Schwimmbad einer größeren Stadt wurden vom 27. bis
30. September 1911 Vergleichsversuche ausgeführt, um die Verbesserung des
Kesselwirkungsgrades durch Verwendung der Heysteuerung festzustellen. Tabelle 2
zeigt die Versuchsergebnisse.
Im mechanischen Laboratorium der Technischen Hochschule Braunschweig wurden am 14.
Februar 1914 ebenfalls Vergleichsversuche ausgeführt, deren Ergebnisse in Tabelle 3
zusammengestellt sind. Die Kesselabmessungen waren 40,9 m2 Heizfläche, 2,3 m2 Rostfläche.
Tabelle 3.
Betrieb
mit
ohne
Heysteuerung
Dauer des
Versuchs Min.
282
194
Kohlenverbrauch kg/Std.
68,1
76,5
Speisewasserverbrauch „
415,5
393,8
Durchschnittlicher Kesseldruck (abs.) kg/cm2
12,49
12,04
Mittlere
Speisewassertemperatur °C
12,1
10,7
Speisewasserverbrauch rd. (Wasser 0°, Dampf 100°)
426,0
404,0
Reduzierte Verdampfungsziffer \frac{\mbox{kg Dampf}}{\mbox{kg Kohle}}
6,25
5,28
Die Versuche ergaben somit eine Verbesserung der Verdampfung von \frac{6,25-5,28}{6,25}\,\times\,100=15,5 v. H.
Die Abbildung zeigt noch die Anordnung der Heysteuerung zur gleichzeitigen Regelung
der Kohlenzufuhr und der Luftzufuhr bei Kesselanlagen mit Wanderrost und
Rauchschieber. (Zeitschrift für das gesamte Turbinenwesen 1916 S. 305 bis 310.)
W.
–––––
Die Grenzen der Lichterzeugung durch Temperaturstrahlung, das
sogenannte mechanische Aequivalent des Lichtes und die jetzt gebräuchlichen
elektrischen Glühlampen. (Jahresversammlung der deutsch. Beleuchtungstechn.
Gesellsch. vom 16. September 1916. Selbstbericht.) Der Inhalt des Vortrages ist im
Thema zusammengefaßt, und es ist nur noch vorauszuschicken, daß der Vortragende die
darin gekennzeichneten Aufgaben auf theoretischer Grundlage löste.
Als Ausgangspunkt der Betrachtungen wählte er den sogenannten schwarzen Körper, um
von ihm aus durch vereinfachende Annahmen zu den gebräuchlichen elektrischen
Glühlampen überzugehen. Der Weg der Berechnungen war im einzelnen der, daß die
Energieverteilungskurve des schwarzen Körpers für verschiedene Temperaturen in
Abhängigkeit von der Wellenlänge aus der Wien-Planckschen
Strahlungsformel berechnet wurde, und daß unter Benutzung der Empfindlichkeitskurve
des menschlichen Auges daraus die Kurven hergeleitet wurden, die für die Empfindung
der ausgestrahlten Energie als Licht maßgebend sind.
Der eingeschlagene Weg wird am besten veranschaulicht durch die Abb. 1, in der für einen speziellen Fall, 3500° abs. =
3227° C, die Energieverteilung der Strahlung des schwarzen Körpers in Abhängigkeit
von der Wellenlänge verzeichnet ist. In der Abbildung ist durch schwache
Schraffierung der Bereich besonders gekennzeichnet, in dem die auffallende Energie
als Licht empfunden wird, und es ist durch stärkere Schraffierung der Eindruck
wiedergegeben, den diese Energie in unserem Auge auslöst. Dabei ist die Ivessche Augenempfindlichkeitskurve zugrunde gelegt.
An der Abbildung definierte der Vortragende die Größen, die er weiter bestimmte. Es
sind dies
1. der optische Nutzeffekt der Gesamtstrahlung, d.h. das
Verhältnis der auf das sichtbare. Gebiet entfallenden Strahlung zur
Gesamtstrahlung aller Wellenlängen,
2. der visuelle Nutzeffekt der sichtbaren Strahlung, d.h. der
Quotient aus der als Licht bewerteten Strahlung des sichtbaren Gebiets zu dieser
Strahlung selber,
3. der visuelle Nutzeffekt der Gesamtstrahlung, d.h. das
Verhältnis der als Licht bewerteten Strahlung zur Gesamtstrahlung aller
Wellenlängen.
Für jede dieser Größen gab der Vortragende Kurven an, aus denen zu ersehen war, daß
der schwarze Körper im Temperaturbereiche von 5000° bis 7000° abs. für die
Verwendung als Lichtquelle am geeignetsten ist. Diese Feststellung ist dadurch
besonders interessant, daß der schwarze Körper in diesem Bereiche angenähert die
Energieverteilung hat, wie sie dem Tageslicht zugrunde liegt, daß also die
ökonomischste Lichterzeugung bei einer Lichtfarbe der genannten Lichtquelle erreicht
wird, die uns mit Rücksicht auf unsere natürlichen Lebensbedingungen als die
wünschenswerteste erscheinen muß.
Textabbildung Bd. 332, S. 92
Abb. 1.
Im einzelnen gab der Vortragende an, daß der optische Nutzeffekt der Gesamtstrahlung
seinen Höchstwert bei 6800° abs. mit rund 43,5 v. H. erreicht, daß das Maximum des
visuellen Nutzeffekts der sichtbaren Strahlung bei rund 5300° abs. läge und etwa
34,5 v. H. betrage, und daß der visuelle Nutzeffekt der Gesamtstrahlung im
günstigsten Falle, d.h. bei etwa 6600°, 14,6 v. H. aufweise. Dabei sind die beiden
erstgenannten Größen außer von der Wahl der zugrunde gelegten Konstanten der
Rechnungen noch davon abhängig, daß die Grenzen des sichtbaren Gebiets zu 0,4 und
0,75 μ angenommen wurden.
Nach der Bestimmung dieser relativen Zahlen schritt der Vortragende zur Angabe
absoluter Zahlenwerte. Er bestimmte zunächst das Anwachsen der pro mm2 ausgestrahlten sphärischen Hefnerkerzen mit der
Temperatur für den Bereich 2000 bis 10000° abs. und zeigte, daß das Licht bei 1600°
mit etwa der 15., bei 4000° mit der 7. und bei 10000° nur mehr mit der 3. Potenz der
Temperatur anwächst.
Endlich berechnete er die Energie in Watt, die bei verschiedenen Temperaturen
des schwarzen Körpers teils im sichtbaren Gebiet, teils insgesamt aufgewandt werden
muß, um den einer sphärischen Kerze entsprechenden Lichtstrom von 12,57 Lumen zu
erzeugen. Das Ergebnis der Rechnungen ist, daß der schwarze Körper selber bei rund
6600° abs. seine größte Wirtschaftlichkeit mit 0,095 W/HK0 erreicht, daß er also bei dieser Temperatur 10,5 HK0 für 1 Watt hergibt. Legt man dagegen einen
Strahler vom optischen Nutzeffekt 100 v. H. zugrunde, einen Strahler also, der nur
im Gebiete 0,4 bis 0,75 μ strahlt, und nimmt man an,
daß dieser Strahler in dem angegebenen Gebiet bei jeder Temperatur die gleiche
Energieverteilung besitzt wie der schwarze Körper, so veranschaulicht Abb. 2 die Watt, die in diesem Falle für eine
sphärische Kerze aufgewendet werden müssen. Die günstigste Ausnutzung liegt dann mit
0,0403 W/HK0 bei rund 5300° abs.
Textabbildung Bd. 332, S. 93
Abb. 2.
An der Abbildung erläuterte der Vortragende den Begriff des sogenannten mechanischen
Aequivalents des Lichtes, der in seiner ursprünglichen Fassung von der Annahme
ausgeht, daß das Licht in gleicher Weise wie die Wärme durch einen einfachen
Umrechnungsfaktor energetisch bewertet werden könne. Der Vortragende wies auf die
Gründe hin, derentwegen diese Annahme nicht zutrifft, und bezeichnete es als
richtiger, an die Stelle dieses irrtümlich geprägten Begriffs eine andere
allgemeinere Bezeichnung treten zu lassen. Als solche schlug der Vortragende die
Benennung spezifische Lichtleistung in sphärischen Kerzen für ein Watt vor, deren
Wert dann für die verschiedenen Temperaturen des schwarzen Strahlers durch Abb. 2 dargestellt ist. Er ging dann weiter auf den
Grenzfall ein, auf den mitunter jetzt die Bezeichnung mechanisches Aequivalent des
Lichts angewandt wird. Es ist dies der Strahler, der nur beim Maximum der
Augenempfindlichkeit, d.h. im Gelbgrünen, bei 0,55 μ,
Strahlen aussendet. Für ihn berechnete der Vortragende die spezifische Lichtleistung
zu 0,0138 Watt für eine sphärische Kerze und zeigte, daß dieser Wert naturgemäß
unabhängig von der gewählten Temperatur des monochromatischen Grünstrahlers ist.
Abgesehen von der Wertung als Grenzfall billigte der Vortragende diesem Strahler
keine besondere Bedeutung zu, da er als praktische Lichtquelle ebenso wenig in
Frage kommt wie jede monochromatische Lichtquelle anderer Wellenlänge.
Der Vortragende ging dann auf die bei den Glühlampen vorliegenden Verhältnisse näher
ein und benutzte die vorher von ihm abgeleiteten Zahlen dazu, um für die Glühlampen
den auf die zugeführte Leistung gezogenen optischen und visuellen Nutzeffekt der
Gesamtstrahlung zu berechnen. Die von ihm angegebenen Zahlen sind für je eine
herausgegriffene Belastung der Kohlenfadenlampe, der Tantallampe, der
Wolfram-Vakuumlampe und der sogenannten Halbwattlampe in Tab. 1 wiedergegeben.
Tabelle 1.
Lampenart
Belastung
Opt. Nutzeff.
Vis. Nutzeff.
der zugeführten Leistung
Kohlenfadenlampe
3,5 W/HKh
1,8 v. H.
0,35 v. H.
Tantallampe
1,6 „
3,4 „
0,74 „
Wolframlampe
1,1 „
4,6 „
1,05 „
Halbwattlampe
0,55 W/HK0
9,5 „
2,55 „
Sie zeigt, wie erfolgreich die Glühlampentechniker bemüht gewesen sind, die
Wirtschaftlichkeit der Glühlampe zu steigern, läßt aber auf der anderen Seite
erkennen, wie weit die bisher erreichten Werte von den theoretischen Grenzwerten
entfernt sind.
Den Schluß der Darlegungen bildete ein Vergleich der vorgetragenen Zahlen mit den
Untersuchungen, die unabhängig von anderen Seiten in der Zwischenzeit ausgeführt
worden sind. Insbesondere wurde dabei auf eine Veröffentlichung von Lummer und Kohn sowie neuere
amerikanische Arbeiten kritisch eingegangen. Das Ergebnis des Vergleichs ist in der
Tab. 2 enthalten.
Tabelle 2.
Lichtausbeute für 1 Watt.
1. für den schwarzen Strahler aller
Wellenlängen
M
Lummer-Kohn
In HK0
10,5
6,2
In Lumen
132
78
2. für den schwarzen Strahler im Bereiche
0,4–0,8 μ
0,4–0,75 μ
0,4–0,7 μ
M
L-K
M
M
In HK0
22,2
14,1
24,8
29,0
In Lumen
279
177
312
365
3. für den monochromatichen Strahler von der Wellenlänge λ = 0,55 μ
M
Lummer-Kohn
Langmuir
Ives-Kingsbury
In HK0
72,5
41,5
73,0
55,5
In Lumen
912
521
918
698
Es verdient noch bemerkt zu werden, daß der Vortragende bei seinen kritischen
Bemerkungen zu dem Schlusse kam, daß man eventuell die Grenzen des sichtbaren
Gebietes noch enger fassen könne, als er dies getan habe, indem man den Bereich von
0,75 bis 0,7 μ bereits zum Gebiet der unsichtbaren
Wellen rechnet. Die Zahlen, die sich dann ergeben, sind ebenfalls in der zweiten
Tabelle mit enthalten.
Der Vortragende schloß seine Ausführungen mit der Bemerkung, daß er hoffe,
gezeigt zu haben, wie weit man rechnerische Ueberlegungen von der vorgetragenen Art
bei der kritischen Beurteilung von Lichtquellen heranziehen könne, daß man aber auf
völlige Sicherheit der angegebenen Werte erst rechnen könne, wenn einerseits die
Empfindlichkeitskurve des menschlichen Auges mit genügender Sicherheit ermittelt
sei, und wenn anderseits über den bei bestimmten Temperaturen von der Flächeneinheit
des schwarzen Körpers ausgesandten Lichtstrom feste Daten vorlägen.
Dr. A. Meyer.
–––––
Explosionsgrenzen für Azetylen – Luftgemische. Da in den
Vereinigten Staaten von Nordamerika das Azetylengas in ausgedehntem Maße als
Beleuchtungsmaterial für Grubenlampen Verwendung findet, hat das N. St. Bureau of
mines Untersuchungen über die Grenzen angestellt, in welchen Azetylen-Luftgemische
explodieren (Industritidningen Norden 1916 Nr. 35 S. 280). Es wurde gefunden, daß
die untere Grenze bei einem Azetylengehalt in Luft von 2,8 bis 3 v. H. und die obere
bei 73 v. H. liegt. In einigen Fällen ging die obere Grenze herunter bis zu 50 v. H.
Azetylen, überhaupt scheint die Grenze sehr von der gesamten Versuchsanordnung
abzuhängen. Es scheint jedoch, als wenn bei Azetylen-Luftgemischen der Druck, unter
dem das Gemisch steht, keinen Einfluß auf die Grenzen der Explosionsfähigkeit
ausübt. Wurde dagegen reines Azetylengas komprimiert, so explodierte es bei
Berührung mit einem heißen Platindraht unter einem Drucke von 5 at und mittels des
Funkens eines Induktors schon bei einem Drucke von 3 at. Einige weitere Versuche
ergaben, daß eine Explosionsgefahr nur gering ist, wenn Kalziumkarbid mit Wasser
oder feuchter Luft in Berührung tritt, wenn auch in solchen Fällen geringfügige
Explosionen beobachtet werden konnten.
Aulmann.
–––––
Umbau amerikanischer Kriegsschiffsturbinenanlagen. Der
Umstand, daß die amerikanische Marine neuerdings die Turbinenanlagen einer Anzahl
von Schiffen einem durchgreifenden Umbau unterzieht, ist vom Standpunkte der
Entwicklungsgeschichte der Schiffsturbine nicht ohne Interesse. Es handelt sich
dabei nämlich durchgängig um Schiffe, deren Turbinenanlagen sich im wesentlichen aus
einer mehr oder weniger großen Zahl einzelner Gleichdruckräder zusammensetzen, und
zwar kommen für den Umbau der kleine Kreuzer Salem, das Linienschiff North Dakota
und die Zerstörer Henley und Mayrant in Frage. Die drei erstgenannten Schiffe haben
Turbinenanlagen vom Curtis-Typ, einer Bauart, die gerade in Amerika eine weitgehende
Förderung gefunden hat, der Zerstörer Mayrant besitzt Zoelly-Turbinen. Bei allen
sollen die bisher vorhandenen Anlagen entfernt und durch Turbinen moderner Bauart
ersetzt werden. Mit dieser Maßnahme zieht die amerikanische Marine die natürlichen
Folgerungen aus der bisherigen konstruktiven Entwicklung der Schiffsturbine, die,
ausgehend von den beiden Grundtypen, der Gleichdruckturbine der Curtis-Bauart und
der Parsons-Ueberdruckturbine, heute zu einem Einheitstyp gelangt ist, welcher
die wirtschaftlichen und betriebstechnischen Vorzüge beider Bauarten in sich
vereinigt. Ursprünglich hatte man gerade in Marinekreisen auf die Entwicklung der
Gleichdruckturbine große Hoffnungen gesetzt. Die kurze und gedrungene Bauart, die
sie infolge der Verteilung des nutzbaren Wärmegefälles auf wenige Druckstufen
ermöglicht, versprach gegenüber der vielstufigen Ueberdruckturbine einerseits
Ersparnisse an Gewicht und Platz und ließ andererseits bei den verhältnismäßig
großen Raddurchmessern im Vergleich mit den weitaus kleineren Trommeldurchmessern
der Ueberdruckturbine, namentlich in den Hochdruckstufen, gute Dampfverbrauchswerte
erwarten. Diese Hoffnungen gingen jedoch nur teilweise in Erfüllung, vor allem
ließen die dynamischen Verhältnisse der Räderturbinen, die, weniger steif als die
Trommelbauart der Ueberdruckturbinen, häufiger Schaufelhavarien erfuhren, ziemlich
viel zu wünschen übrig. Auch von den Turbinenanlagen von Salem und North Dakota sind
derartige Betriebsstörungen öfter bekannt geworden. Diese Schwierigkeiten waren es
in erster Linie, die zur Schöpfung des heutigen Normaltyps führten, der als
Kompromiß zwischen den beiden Grundbauarten eine Ueberdrucktrommelturbine mit einem
auf der Trommel angeordneten mehrkränzigen Gleichdruckrade, das den Ueberdruckstufen
vorgeschaltet ist, darstellt.
Von den vier Schiffen ist der kleine Kreuzer Salem, der im Jahre 1905 in Bau gegeben
wurde, das älteste. Seine Maschinenanlage kennzeichnet sich dementsprechend noch als
reine Räderturbinenanlage der Curtis-Bauart. Sie besteht aus zwei parallel
arbeitenden, eingehäusigen Turbinen von je 8000 PS bei 350 Umdr./Min. Jede Turbine
setzt sich aus acht Gleichdruckrädern zusammen, die mit Ausnahme des ersten
vierkränzig ausgebildeten Rades je drei Schaufelkränze tragen. Die beiden in die
Gehäuse der Vorwärtsturbinen eingebauten Rückwärtsturbinen zeigen die gleiche
Bauart, nur beschränkt sich die Anzahl der Räder hier auf zwei. Die Anlage des aus
dem Jahre 1907 stammenden Linienschiffes North Dakota, die ebenso wie die Anlage von
Salem aus zwei eingehäusigen Curtis-Turbinen besteht, zeigt schon deutlich erkennbar
eine gewisse Annäherung an die normale Bauform. Die beiden für eine Leistung von je
12500 PS bei 245 Umdr./Min. bemessenen Gleichdruckturbinen sind nämlich nicht mehr
als reine Räderturbinen gebaut, sondern verfügen neben einer Anzahl von fünf
mehrkränzigen Rädern über eine kurze Trommel, auf welcher die restlichen vier
Druckstufen angeordnet sind. Die letzteren sind ebenso wie die vier letzten Räder
vor der Trommel dreikränzig ausgebildet, das erste Rad hat wieder vier
Schaufelkränze. Die Rückwärtsturbinen bestehen entsprechend wie bei Salem nur aus
zwei Gleichdruckrädern mit fünf bzw. vier Schaufelkränzen.
Während bei den Schiffen Salem und North Dakota, deren Maschinenanlagen
Erstausführungen von Schiffsturbinen der amerikanischen Marine darstellen,
wiederholte Betriebsstörungen ernster Art die Hauptveranlassung zur Beseitigung der
bisherigen Anlagen gegeben haben, ist bei den beiden Zerstörern auf ähnliche
maßgebliche Ursachen, wenn auch Betriebsschwierigkeiten für den Umbau vielleicht
mitbestimmend waren, nicht mit Sicherheit zu schließen. Möglicherweise sprachen auch
betriebswirtschaftliche Gründe für den Umbau. Vielleicht läßt sich dies daraus
schließen, daß bei beiden Schiffen die bisher eingebauten, direkt wirkenden Turbinen
durch Turbinenanlagen mit Rädergetrieben ersetzt werden sollen. Der Zerstörer
Mayrant hatte bisher zwei eingehäusige Zoelly-Turbinen von je 6500 PS bei 650
Umdr./Min. Zusammen mit der Anlage des im Jahre 1908 in Bau gegebenen
Schwesterschiffes Warrington waren dies die ersten auf Schiffen der amerikanischen
Marine zum Einbau gelangten Turbinen dieser Art. Sie zeigen wie alle
Zoelly-Schiffsturbinen gemischte Bauart und bestehen außer einer Reihe von zwölf
durchgängig zweikränzig ausgebildeten Gleichdruckrädern aus einer Trommel mit
Gleichdruck- und Ueberdruckbeschaufelung. Die Rückwärtsturbinen sind ganz ähnlich
gebaut und setzen sich aus drei zweikränzigen Rädern und einer kurzen Trommel
zusammen. Der im Jahre 1910 in Bau gegebene Zerstörer Henley hat eine normale
Curtis-Turbinenanlage, die aus zwei eingehäusigen Turbinen von je 5500 PS bei 585
Umdr./Min. besteht. Bei einer Gesamtzahl von 18 Gleichdruckstufen verteilen sich die
ersten fünf Stufen auf ein vierkränziges Rad und vier dreikränzige Räder, der Rest
mit ebenfalls je drei Schaufelkränzen auf die im Vergleich mit älteren
Curtis-Anlagen erheblich längere Trommel. Die Rückwärtsturbine besteht wieder nur
aus zwei vier- bzw. dreikränzigen Rädern ohne Trommel. Kennzeichnend für die
Henley-Anlage ist, daß hier außer der Turbinenanlage zwei bei kleiner Fahrt vor die
Turbinen geschaltete Marschkolbenmaschinen eingebaut sind. Wie erwähnt, sollen die
beiden Zerstörer indirekt wirkende Turbinenanlagen mit Rädergetriebe erhalten, und
zwar werden unter Beibehaltung der bisherigen Propeller je zwei Turbinensätze mit
Uebersetzungsgetriebe als Hauptantrieb, dazu noch für jede Welle ein besonderer
Marschturbinensatz, zum Einbau gelangen. Da die neuen Maschinenanlagen außer
größerer Wirtschaftlichkeit auch einen geringeren Gewichtsbedarf erwarten lassen,
kann man mit einer wesentlichen Erhöhung der Dampfstrecke rechnen.
Kraft.
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Zur Theorie moderner Drucklager. Bei den Drucklagern nach
Art des Kingsbury-Lagers wird der Achsialschub der sich
drehenden Welle durch einen gewöhnlichen Drucklagerkamm mit ebener Tragfläche auf
eine verhältnismäßig kleine Anzahl von Tragkörpern übertragen, die getrennt
voneinander auf einem feststehenden Ringe angeordnet sind. Die Abstützung auf diesem
Ringe erfolgt durch eine Kippkante A (s. Abb.), die im
Sinne der Drehung- aus der Mitte verschoben zur Tragfläche des Tragkörpers liegt.
Die Fläche des Tragkörpers, der sich um diese Kante drehen kann, erhält
infolgedessen verschiedene Neigungen gegen die des sich drehenden Kammes. Dadurch
wird das Schmieröl in den Raum zwischen Tragkörper und Kamm hineingerissen. Die
Vorgänge in dieser Oelschicht hat Kucharski
rechnerisch verfolgt und darüber Mitteilungen in Heft 29 der Zeitschrift für das
gesamte Turbinenwesen gemacht.
Textabbildung Bd. 332, S. 95
Die Abbildung zeigt einen Querschnitt durch den Drucklagerkamm, der sich mit der
Geschwindigkeit u bewege, und den darunter liegenden
Tragkörper. Bei h0
trete das Oel ein, bei η . h0 wieder aus; dabei soll η das Verhältnis
zwischen Höhenabstand der beiden Körper an der Austrittsstelle zum Höhenabstand an
der Eintrittsstelle sein. Weiterhin bezeichne k die
Zähigkeitszahl in \frac{\mbox{kg}\,.\,\mbox{Sek.}}{\mbox{cm}^2}
(vgl. Föppl, Technische Mechanik Bd. VI), P0 die gesamte
übertragene Kraft, p_0=\frac{P_0}{l} den mittleren Flächendruck
des Tragkörpers, ξ den Abstand der Kippkante von der
Eintrittsstelle. Macht man dann zur Vereinfachung die Annahmen: Vernachlässigung
jeder Oelströmung senkrecht zur Zeichenebene, Vernachlässigung der
Geschwindigkeitskomponenten senkrecht zur Druckfläche und der
Massenbeschleunigungen, ferner Annahme der Oelströmungen in geradlinigen Bahnen
parallel zur Zeichenebene, so ergibt sich bei rechnerischer Verfolgung der Vorgänge
folgendes: Die Oelpressung p erreicht kurz vor der
Austrittsöffnung einen Höchstwert und sinkt dann wieder auf Null, da das
mitgenommene Oel ins Freie tritt. Bei gegebener Lage von A wird mit einer Aenderung der Geschwindigkeit u und der Belastung P0 eine Aenderung von h0 und η
eintreten. Die gesamte übertragene Kraft P0 ergibt sich nun als proportional der
Geschwindigkeit u und der Zähigkeit k und als umgekehrt proportional dem Quadrat der
Eintrittsöffnung; bei parallelen Flächen (η = 1) ist
P0
= 0, bei geschlossener Austrittsöffnung (η = 0) ist P0
= ∞. Ferner ist P0 bei gleichem h0 um so größer, je größer l ist. Der Wert η ist abhängig von
\frac{\xi}{l}, und zwar ist η = 1 bis 0 für \frac{\xi}{l}=0,5\mbox{ bis }1;
damit sind die Grenzen für \frac{\xi}{l} gegeben. Der Höchstwert des Druckes liegt
zwischen A und der Austrittsstelle; nur für η = 0 und η = 1 liegt er
direkt über A. Auch der Reibungskoeffizient μ läßt sich berechnen, und zwar ergibt sich sein
Mindestwert zu \varrho=\sim\,0,742\,\sqrt{\frac{6\,k\,u}{p_0\,.\,l}} bei η = ? 0.33. Die
obengenannten Vereinfachungen für die Rechnung sind ohne wesentlichen Einfluß auf
das Ergebnis mit einer Ausnahme. Die in Wirklichkeit doch vorhandene seitliche
Abströmung von Oel ist von Einfluß auf die Lage des Höchstwertes der Oelpressung und
kann diesen Punkt unter Umständen so weit über A hinweg
nach der Eintrittsstelle hin verlagern, daß der Tragkörper am Austrittsende gegen den Drucklagerkamm
gepreßt wird. Eine nähere Untersuchung dieses Einflusses ist jedoch noch nicht
durchgeführt.
Ritter.
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Die Kupfer- und Kieserzeugung Norwegens im Jahre 1915. Bei
den norwegischen Sulitjelma-Werken blieb die Erzeugung im Jahre 1915 hinter der
normalen zurück. Es wurden insgesamt 139440 Tonnen Ausfuhrkies, 12325 Tonnen
Hüttenerz und 14719 Tonnen Elmorekonzentrat, zusammen 166489 Tonnen gewonnen. In der
Schmelzhütte wurden aus 11370 Tonnen Hüttenerz, 13611 Tonnen Elmorekonzentrat und
1033 Tonnen Quarz 1434 Tonnen Bessemerkupfer gegen 1473 Tonnen im Jahre 1914
erzeugt. Im Laufe des Jahres wurden verschiedene Verbesserungen eingeführt, andere
sind in Vorbereitung. Die neue Eisenbahn zwischen Skjönstad und Fagerli wurde in
Betrieb genommen. Die Arbeiteranzahl betrug durchschnittlich 1690 Mann, davon, 757
in den Gruben. Bei den Birtavarre-Gruben wurde, soweit bekannt geworden ist, nicht
so viel Bessemerkupfer erzeugt wie im Jahre 1914, wo die Erzeugung 486 Tonnen
betrug. Bei den Björkaasen-Gruben in Ballangen (Ofoten), wo reiche Kiesvorkommen
festgestellt sind, wurden die vorbereitenden Arbeiten fortgesetzt. Die geplanten
großen Neuanlagen mußten des Krieges wegen verschoben werden. Die Boßmogrube in Mo
(Ranen) erzeugte etwa 21000 Tonnen Ausfuhrkies. Die Arbeiterstärke betrug 190 Mann.
Der Betrieb bei der Rödfjeldetgrube wurde im November 1915 wieder aufgenommen. Die
Lökkengrube in Meldalem führte 108611 Tonnen Stückkies und 66822 Tonnen Feinkies
aus, zusammen 175433 Tonnen. In der Ausfuhr trat eine bedeutende Aenderung ein,
indem die Grube jetzt Kies an die skandinavischen Sulfitfabriken lieferte, die
früher spanischen und türkischen Kies verwandten. Die Arbeiterzahl betrug 793 Mann,
davon 583 Mann in den Betrieben, während 210 bei den Neuanlagen, die eine Erhöhung
der Erzeugung bezwecken, beschäftigt wurden. Bei Lökken wurden außerordentlich
reiche Kiesvorkommen festgestellt. Röros-Kupferwerk erzeugte 625 Tonnen
Raffinadekupfer und 8500 Tonnen Ausfuhrkies. Die Arbeiterzahl betrug 550.
Röstvangengrube erzeugte 8864 Tonnen Stückkies und 5424 Tonnen Feinkies, zusammen
14288 Tonnen. Bei der Röstvangengrube ist eine Aufbereitungsanstalt und am Eidsfoß
in Kvikne eine Wasserkraftanlage im Bau. Foldalengrube förderte 1914 68000
Tonnen Kies; 1915 war die Erzeugung, soweit bekannt, etwas größer. 424 Arbeiter
wurden beschäftigt. Svanögrube in Söndfjord erzeugte 8074 Tonnen mit 75 Arbeitern
und Stordö Kisgruber 36281 Tonnen Ausfuhrkies mit 173 Arbeitern. Einige kleinere
Gruben im Drontheim-Amt und auf Karmöen hatten nur eine unbedeutende Ausbeute, und
der Betrieb in den Grong-Gruben wurde durch Transportschwierigkeiten gehemmt.
Die norwegische Erzeugung von Kupfer betrug etwa 2850 Tonnen, etwa wie 1914 (2860
Tonnen) und 1913 (2741 Tonnen). Der Krieg hat also keinen Einfluß auf die
Kupfergewinnung gehabt. Von Kupfererz (ohne kupferhaltigen Kies) wurden 1915 nur 437
Tonnen ausgeführt.
Die Gesamterzeugung von Kies belief sich auf etwa 525000 Tonnen gegen 415000 Tonnen
im Jahre 1914. Der inländische Verbrauch von Kies bei den Sulfitzellulosefabriken
betrug etwa 60000 Tonnen. Um den Kiesabbrand nutzbar zu machen, wird jetzt bei
Fredrikstad ein größeres Extraktionswerk angelegt. 1915 wurden 46441 Tonnen
Kiesabbrand ausgeführt (1914: 43027 Tonnen).
Die Ausfuhr von Kies bezifferte sich 1915 auf 460300 Tonnen gegen 360000 im Vorjahr.
Von der Ausfuhr des Jahres 1915 entfallen etwa 200000 Tonnen auf Schweden, das
selbst nur wenig Kupferkies erzeugt und jetzt, da die Zufuhr aus Spanien aufgehört
hat, gänzlich auf Norwegen angewiesen ist. Die Preise für Kupfer und Kies stiegen im
Jahre 1915 beträchtlich, und die meisten Werke hatten ein gutes Jahr; anderen kam
die Preissteigerung nicht so sehr zugute, da noch alte Verträge zu erfüllen waren.
Der Wert der gesamten Kupfer- und Kieserzeugung wird auf etwa 25 Mill. Kronen
geschätzt. (Bericht des Kaiserlichen Generalkonsulats in Kristiania.)
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Der Vorsitzende des Vereins deutscher Kupferschmiedereien und Apparatebau-Anstalten,
Herr Ingenieur und Fabrikbesitzer Ludwig Meyer, Hannover,
ist laut Verfügung des Herrn Reichskanzlers vom 18. Februar 1917 zum Mitgliede des Beirats für Uebergangswirtschaft ernannt
worden. – Der Verein hielt am 21. Februar 1917 in Berlin eine von etwa 75 Vertretern
aus allen Teilen des Reiches beschickte außerordentliche Hauptversammlung ab.