Titel: | Bericht über Versuche an einer 150e-Compound-Dampfmaschine der Maschinenfabrik Augsburg. |
Autor: | M. Schröter |
Fundstelle: | Band 237, Jahrgang 1880, S. 337 |
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Bericht über Versuche an einer 150e-Compound-Dampfmaschine der Maschinenfabrik
Augsburg.
M. Schröter, über Versuche an einer 150e-Compound-Dampfmaschine.
Im September des J. 1879 lieferte die Maschinenfabrik
Augsburg der Kammgarnspinnerei Augsburg eine
zum Betrieb einer Abtheilung derselben bestimmte, für 150e (indicirte) Normalleistung construirte
Dampfmaschine unter Garantie eines zwischen 7,75 und 8k liegenden Speisewasserverbrauches für 1 Indicatorpferdestärke und
Stunde, unter Abzug des Condensationswassers aus der Dampfleitung.
Nachdem die Maschine ½ Jahr lang unter normalen Verhältnissen gearbeitet hatte,
wurden behufs Ermittelung ihres Dampfverbrauches unter Leitung von Prof. M. Schröter aus München Versuche angestellt, deren
Resultate Gegenstand vorliegenden BerichtesVon der Maschinenfabrik Augsburg freundlichst
zum Abdruck überlassen. Einen ausführlichen, mit Diagrammen und Skizzen
begleiteten Bericht gedenkt Prof. M. Schröter
im Civilingenieur zu veröffentlichen.Die Red. sind. Wenn dieselben weiter
ausgedehnt wurden, als obiger Zweck es an und für sich erfordert hätte, so lag der
Grund hiervon einestheils in dem Wunsch, bei dieser Gelegenheit gewisse tragen
betreffend das angewendete Maschinensystem beantworten zu können, und anderntheils
in der sich bietenden Gelegenheit, unter Mitwirkung des Hrn. Dr. Bunte auch die Kesselanlage eingehender zu untersuchen,
worüber ein eigener Bericht erstattet wurde.
Die Dampfmaschine gehört dem Typus der Compound-Receiver-Maschinen an und gleicht in ihrer
Disposition einer Zwillingsmaschine mit unter 90° stehenden Kurbeln; ihre
wesentlichsten Dimensionen enthält folgende Zusammenstellung:
Hochdruck-cylinder
Niederdruck-cylinder
Durchmesser
370,00mm
611,66mm
Hub
950,00
951,00
KolbenstangeDie drei erstgenannten Dimensionen wurden an der Maschine selbst nach
Beendigung der Versuche erhoben; die schädlichen Raume sind durch
rechnet Wasserfüllung direct gemessen, das Receivervolumen aus der
Zeichnung berechnet.
74,50
74,50
(einseitig)
(durchgehend)
Vom Kolben beschrie-benes
Volumen
vornhinten
98,00cbdm 102,14
–––––––––
Mittel
100,07cbdm
275,30cbdm
Cylinderverhältniſs
1
zu
2,75
Schädlicher Raum
4,3 Proc.
3,1 Proc.
Receivervolumen (abgerechnet)schadl. Raum der
Cylinder)
327cbdm
Receivervolumen
–––––––––––––––––––––––––
1,19
Volumen des groſsen Cylinders
Mittlere Tourenzahl während der Versuche
71,29
Mittlere Kolbengeschwindigkeit
2m,26
Füllung des Hochdr.-Cyl. (Mittel aus den Diagrammen)
0,237
Gesammtexpansion
etwa
12fach.
Die Achsendistanz der Cylinder beträgt 3m,225; in
der Mitte zwischen beiden treibt das zur Verringerung des Luftwiderstandes mit Blech
verschalte Schwungrad von 4m,6 Durchmesser mit 8
Hanfseilen auf eine Vorgelegescheibe von 2m,54
Durchmesser; die Achsendistanz beträgt 7m,3, die
Seilgeschwindigkeit 17m,1.
Die Steuerung ist bei beiden Cylindern die bekannte
Sulzer'sche Ventilsteuerung, wie sie von der Maschinenfabrik
Augsburg seit Jahren ausgeführt wird; der Regulator verstellt die Expansion
am Hochdruckcylinder. Der frische Kesseldampf durchströmt, bevor er in den kleinen
Cylinder eintritt, erst den Dampfmantel desselben; nachdem der kleine Kolben unter
Volldampf- und Expansionswirkung aus Ende seines Hubes gelangt ist, erfolgt
Ausströmung in den Receiver bis gegen den halben Hub unter Compression, da der
Receiver so lange vom groſsen Cylinder isolirt ist. Dann erfolgt Expansion aus dem
kleinen Cylinder durch den Receiver in den groſsen, bis kurz vor Beendigung des
Rückhubes im kleinen Cylinder die normale Compression (im schädlichen Raum)
eintritt, während der groſse Kolben unter Expansionswirkung des bei etwa 0,4 seines
Hubes abgesperrten Dampfes seinen Hub vollendet und beim Rückhub den Dampf in den
Condensator entläſst. Der groſse Cylinder besitzt einen von der Dampfleitung aus mit Kesseldampf gespeisten, den Cylinder nahezu
vollständig umschlieſsenden Dampfmantel.
Der Receiver, dessen Dampfmantel gleichfalls aus der
Leitung mit frischem Kesseldampf gespeist wird, liegt in seiner Hauptausdehnung
parallel zur Schwungradwelle unter dem Fuſsboden und erstreckt sich von einem
Cylinder zum andern in Form eines Rohres von 230mm
lichter Weite und etwa 2m,6 Länge; der diesen
ganzen Theil umgebende Dampfmantel ist durch Holzverschalung und Schlackenwolle
gegen Wärmeverlust nach auſsen geschützt, Rechtwinklig zu diesem Theil liegt unter
dem Hochdruckcylinder parallel der Achse desselben ein zweiter Theil des Receiver in
Form eines Rohres von 350mm lichter Weite und
1100mm Länge, welches gut eingehüllt ist, aber
keinen Dampfmantel besitzt. Das mit Mantel versehene Receivervolumen beträgt 104cbdm,9.
Condensator und Luftpumpe
liegen im Fundament; der Antrieb der letzteren erfolgt durch einen ungleicharmigen
Winkelhebel, dessen anderes Ende von der Kurbel aus mittels einer Lenkstange seine
Bewegung erhält; der Hub der Luftpumpe beträgt 310mm, ihr Durchmesser 330mm. Das
Injectionswasser wird vom Condensator selbst aus einem Brunnen beim Maschinenhaus
angesaugt und das Druckrohr der Luftpumpe mündet in einen cementirten Kanal, welcher
sich mit den übrigen Abzugskanälen der Fabrik vereinigt.
Die Versuche dauerten vom 5. April 1880 Nachmittags bis
zum 9. eingeschlossen, umfaſsten also 4½ Tage zu 12 Stunden; der Hauptversuch unter
normalen Verhältnissen – alle Dampfmäntel geheizt – fand am 6. und 7. statt; am 5.
Nachmittags wurde mit dem Mantel am Hochdruckcylinder allein, am 8. Vor- und
Nachmittags mit dem Mantel am Hochdruckcylinder und Receiver und am 9. mit
verkleinertem Receiver gearbeitet. An den Versuchen haben ohne Unterbrechung Theil
genommen die HH. Bissinger, Heſs, Krumper, Rother und
Vogel, Ingenieure der Maschinenfabrik Augsburg; Mehl, technischer Director, Redenbacher, Techniker, und Wirth,
Angestellter der Kammgarnspinnerei Augsburg; Hott,
Ingenieur des bayerischen Dampfkessel-Revisionsvereines; Privatdocent Dr. H. Bunte und Assistent Binder von der Heizversuchsstation München; endlich Privatdocent Seemann und der Berichterstatter von der technischen
Hochschule in München.
Die Beobachtungen, soweit sie die Maschine betrafen,
umfaſsten folgende Punkte: 1) Ermittlung der indicirten Arbeit, 2) Messung der
Speisewassermenge, 3) Messung der in den Dampfmänteln und der Dampfleitung
condensirten Dampf menge, 4) Messung des von der Luftpumpe ausgegossenen Wassers,
sowie der Temperaturerhöhung des Injectionswassers.
Die Beobachtungen begannen im Kesselhaus je um 5 Uhr 45 Morgens
und 12 Uhr 50 Nachmittags, in welchen Momenten die Kesselwasserstände unmittelbar
vor Oeffnen der Dampfleitung notirt wurden; die bis zum Oeffnen des Ventiles an der
Maschine zur Erwärmung der Leitung und Dampfmäntel condensirte Dampfmenge wurde
getrennt aufgefangen, so daſs der Speisewasserverbrauch sowohl mit, als ohne dieser
Menge festgestellt werden konnte. Im Maschinenhaus begannen die Beobachtungen mit
dem Oeffnen des Admissionsventiles und dauerten bis zum Schluſs desselben; bei der
je 6 stündigen Versuchsdauer verschwindet die Anlaufperiode vollständig.
Sämmtliche bei den Versuchen verwendeten Instrumente, als:
Manometer, Thermometer, Indicatoren, wurden vor den Versuchen (theilweise auch noch
nach denselben) im Laboratorium für Maschinenlehre an der technischen Hochschule zu
München auf das sorgfältigste richtig gestellt; die in den Tabellen enthaltenen
Zahlen sind mit Berücksichtigung der constanten Fehler der Instrumente aus den
Beobachtungsnotizen abgeleitet.
1) Die indicirte Leistung. Zur Abnahme von Diagrammen am
kleinen und groſsen Cylinder waren je zwei Elliott'sche Indicatoren angesetzt; ein
fünfter lieferte Diagramme vom Receiver. Die Bewegung der Papiercylinder erfolgte
bei beiden Cylindern vom Kreuzkopf aus; anstatt aber, wie es gewöhnlich geschieht,
die von letzterem beim Hingang z.B. angetriebene Reductionsrolle durch eine Feder,
einen Gummischlauch o. dgl. beim Rückgang desselben wieder zurückdrehen zu lassen,
war die Einrichtung so getroffen, daſs der Kreuzkopf sowohl beim Hin- als beim
Rückgang treibend wirkte. Es waren nämlich in der Nähe seiner beiden äuſsersten
Stellungen an der Bajonnetführung der Maschine zwei gleich groſse, möglichst leicht
gehaltene Rollen von 225mm Durchmesser angebracht;
die näher am Cylinder gelegene war an ihrem Umfang mit einer schraubenförmigen
Schnurrinne versehen, die andere dagegen glatt. Eine endlose Schnur, welche die
erstere Rolle mehrmals umfaſste, lief über beide Rollen und wurde vom Kreuzkopf in
hin- und hergehende Bewegung versetzt; die Spannung der Schnur konnte während des
Ganges nach Bedarf dadurch regulirt werden, daſs die zweite Rolle mit ihrem Support
in der Richtung der Kreuzkopfbewegung verschiebbar war. Die fast absolut constanten
Längen der Diagramme sowie die ohne jedes Schlagen sich vollziehende Bewegungsumkehr
der Rollen bewiesen die gute Functionirung dieser Vorrichtung, an welcher übrigens
während der ganzen Versuchsdauer nicht die geringste Störung vorkam.
Die Diagramme zeigen die Eigenthümlichkeiten der Compound-Maschinen in scharf
ausgeprägtem Charakter und sind sowohl beim Hochdruck- als beim Niederdruckcylinder
nahezu tadellos. Daſs sich bei der hohen Kolbengeschwindigkeit während der Admissionsperiode
eine gewisse Drosselung bemerkbar macht und daſs die aus dem Diagramm entnommene
Füllung von der durch das Abschnappen der Steuerung bei langsamer Drehung der
Maschine angezeigten ziemlich verschieden (etwa doppelt so groſs) ist, sind Dinge,
welche mit Rücksicht auf das Endresultat in ökonomischer Beziehung ruhig mit in Kauf
genommen werden können. Der Gegendruck im groſsen Cylinder während der
Ausströmungsperiode, aus den Diagrammen unter Einzeichnung der Linie des absoluten
Vacuums entnommen, beträgt im Mittel an den beiden Hauptversuchstagen: 0k,138; derselbe stellt sich meist vor der Mitte
des Diagrammes ein und bleibt bis zur Compression constant.
Man hatte beschlossen, nur alle ¼ Stunden an beiden Cylindern
zugleich Diagramme zu nehmen, so daſs im Ganzen bei 12 stündiger Versuchsdauer im
Tag: 4,5 × 12 × 16 = 864 Diagramme resultirten. Die Bestimmung der mittleren
Ordinaten geschah mit Hilfe von genau adjustirten Polarplanimetern in der
Maschinenfabrik Augsburg und in der technischen Hochschule zu München. Die
Indicatormaſsstäbe wurden vor und nach den Versuchen im Laboratorium für
Maschinenlehre unter Dampfdruck nach einem offenen Quecksilbermanometer direct
ermittelt; für den Niederdruckcylinder wurden die Scalen für Ueberdruck und Vacuum
getrennt bestimmt, letztere mit Luftpumpe und Quecksilbervacumeter und zwar bei
heiſsem Indicator. Sämmtliche Apparate functionirten störungslos bis auf den an der
Vorderseite des kleinen Cylinders angesetzten Indicator, dessen Kolben am 7. April
Vormittags in der Admissionsperiode „hängen blieb“; die in Folge dessen zu
groſs ausgefallenen wenigen Diagramme wurden von der Berechnung ausgeschlossen und
der Indicator durch einen andern ersetzt.
Die Maſsstäbe für die Federn sind in Tabelle 1 zusammengestellt:
Tabelle 1.
Textabbildung Bd. 237, S. 340
Niederdruckcylinder vorn der
atmosphärischen Linie; Niederdruckcylinder hinten der atmosphärischen Linie;
Hochdruckcylinder vorn, hinten
Damit fand sieh nun der aus Tabelle 2 ersichtliche mittlere indicirte Druck. Der
Beharrungszustand war also in ganz befriedigender Weise vorhanden. Dank der guten
Ueberwachung des Feuers waren die Druckschwankungen im Kessel ebenfalls ganz gering,
wie die Zusammenstellung in Tabelle 3 beweist. Die Länge der Dampfleitung (120mm lichte Weite) beträgt etwa 22m.
Die Constanthaltung des andern Factors der indicirten Arbeit, der Geschwindigkeit, war aus dem Grunde ohne groſse
Schwierigkeit möglich, weil die Dampfmaschine auf eine und dieselbe Transmission mit
2 Turbinen arbeitet, von welchen eine auſser Betrieb und die zweite derart als
Hilfsmotor verwendet war, daſs sie die unvermeidlichen Schwankungen des Betriebes
auszugleichen hatte. Der Regulator der Dampfmaschine war selbstverständlich
ausgeschaltet, um constante Füllung zu erhalten, und die Regulirung der Turbine
erfolgte durch
Tabelle 2. Mittlerer indicirter Druck in k auf 1qc.
Textabbildung Bd. 237, S. 341
Datum; Hochdruckcylinder vorn,
hinten, Mittel, Maxim, Minim; Niederdruckcylinder vorn, über der Atmosphäre,
unter der Atmosphäre; Niederdruckcylinder hinten, über der Atmosphäre, unter der
Atmosphäre
Tabelle 3. Dampfspannungen (Ueberdruck) in k auf 1qc.
Textabbildung Bd. 237, S. 341
Datum; Kessel Nr. 119; Kessel Nr.
120, Mittel, Maxim, Minim; Manometer am kleinen Cylinder; Admissionsdruck der
Diagramme; Differenz zwischen Kessel- u. Admissionsdruck
† Wie aus den Versuchen über die Kesselanlage hervorgeht,
genügt ein Kessel vollkommen, um mit Leichtigkeit die
von der Maschine benöthigte Dampfmenge zu liefern.
einen Arbeiter mittels der Ringschütze nach den Angaben eines
im Turbinenhaus aufgestellten Tachometers. Wie erfolgreich diese Anordnung war,
beweisen die mittleren Tourenzahlen, welche aus den von ¼ zu ¼ Stunde abgelesenen
Notirungen des mit der Steuerwelle des kleinen Cylinders verbundenen Tourenzählers
berechnet sind:
Tabelle 4. Tourenzahl in der Minute.
Nr.
Datum
Mittel
Maximum
Minimum
IIIIIIIVVVIVIIVIIIIX
5. April Nachm.6. „ Vorm.6. „
Nachm.7. „ Vorm.7. „ Nachm.8. „
Vorm.8. „ Nachm.9. „ Vorm.9. „
Nachm.
71,1371,1071,2971,3171,4771,2471,4471,3671,33
72,6271,5372,9372,3372,2072,4073,7872,9372,20
70,3070,4869,3370,4068,6266,8070,0068,5568,45
Mittelwerth
71,29
–
–
Mit diesen Daten berechnet sich nun die indicirte
Leistung an den einzelnen Tagen für jede Cylinderseite nach der Formel:
N_i=\frac{F\,s\,n}{60\times75}\,p_i=C\,n\,p_i
worin bedeutet: F die nutzbare
Kolbenfläche in qc, s den Hub in m, n die mittlere Tourenzahl in der Minute, pi den mittleren
indicirten Druck in k auf 1qc. Die Werthe der
Constanten C=\frac{F\,s}{60\times75} sind folgende:
Groſser Cylinder (durchgehende Kolbenstange)
C
= 0,61178
Kleiner
Cylinder
(einseitige
Kolbenstange)
vorn
= 0,21778
„
„
„
„
hinten
= 0,22699.
Tabelle 5. Indicirte Leistung (in Pferdestärken zu 75mk).
Nr.
Hochdruck-cylinder
Niederdruckcylinder
Gesammtarbeits-starke
Mittelwerthe
Bemerkungen
vorn
hinten
über Atm.
unter Atm.
total
über Atm.
unter Atm.
total
Summe
vorn
hinten
total
I
29,45
29,66
59,11
7,74
21,80
29,54
6,48
21,29
27,77
57,31
116,42
I
IIIII
28,4929,28
28,5228,42
57,0157,70
10,0611,03
27,2427,13
37,3038,16
9,01 9,49
26,4127,03
35,4236,52
72,7274,68
129,73132,38
131,05
IIIII
IVV
29,7828,80
28,4327,82
58,2156,62
10,9210,87
27,0827,35
38,0038,22
9,67 9,69
27,0927,27
36,7636,96
74,7675,18
132,97131,80
132,38
IVV
VIVII
30,5030,66
29,8229,71
60,3260,37
8,65 9,37
24,3123,97
32,9633,34
6,97 7,76
23,4323,27
30,4031,03
63,3664,37
123,68124,74
124,21
VIVII
VIIIIX
29,1227,83
28,2227,30
57,3455,13
9,3212,14
24,1226,76
33,4438,90
7,7410,66
23,4227,09
31,1637,75
64,6076,65
121,94131,78
VIIIIX
I Dampfmantel am groſsen Cylinder und Receiver nicht geheizt. II
bis V Sämmtliche Dampfmäntel geheizt, normaler Betrieb. VI und VII Dampfmantel am
groſsen Cylinder nicht geheizt. VIII Receiver verkleinert, sonst wie VI und VII. IX
Receiver verkleinert, sonst wie II bis V.
Wie schon bemerkt, war die Steuerung am kleinen Cylinder auf
constante Füllung eingestellt; da auſserdem der Dampfdruck in den Kesseln im Mittel
nur sehr wenig variirte, so ist die Verschiedenheit der Leistung (116,4 und 124,2
und 131,7) nahezu vollständig dem Einfluſs der Dampfmäntel am groſsen Cylinder und
Receiver zuzuschreiben; die Füllung am groſsen Cylinder wurde stets so geregelt,
daſs das Diagramm des Hochdruckcylinders in eine scharfe Spitze auslief; es handelte
sich dabei um minimale Veränderungen, die immer in der ersten Viertelstunde am
Vormittag mit Hilfe des Indicators durch Probiren herausgefunden wurden; es geschah
dies am 6. Vormittags, am 8. Vormittags und am 9. Vor- und Nachmittags, weil da
unter verschiedenen Bedingungen gearbeitet wurde. Man ging dabei von der Ansicht
aus, daſs die Maschine ohne Spannungsabfall zwischen kleinem Cylinder und Receiver
relativ am günstigsten arbeiten werde.
Zur Ermittelung der indicirten Leergangsarbeit wurde am
21. Mai d. J. ein Leerlauf versuch vorgenommen, bei welchem jedoch ein Stück der
Transmission bis zur Auslöskupplung im Gesammtgewicht (mit Seilscheibe) von 3714k inbegriffen ist, da ein Abnehmen der Seile nicht
thunlich war. Der Versuch ergab bei einer mittleren Tourenzahl von n = 71,21 eine totale indicirte Leistung von 12e,769. Zur Berechnung der von der Transmission
absorbirten Reibungsarbeit wurde der Reibungscoefficient zu 1/40 = 0,025
angenommen, so daſs sich eine Reibungsarbeit von 1e,192 herausstellt, und für den Widerstand der Seile wurde auf Grund von
Versuchsresultaten der Augsburger Maschinenfabrik für jedes Seil 0e,2, im Ganzen also 1e,6 gerechnet. Bei der vorzüglichen Ausführung der Maschine wird die
„Zusatzreibung“ mit 5 Proc. nicht zu gering veranschlagt sein; unter
Einführung dieses Werthes und Berücksichtigung der an den einzelnen Tagen
verschiedenen Tourenzahlen ist nun Tabelle 6 berechnet:
Tabelle 6.
Nr.
Leergangsarbeit derMaschine alleinNl
Indicirte ArbeitNi
Effective Arbeit
N_e=\frac{N_i-N_1}{1,05}
\frac{N_c}{N_i}
Mittel
IIIIIIIVVVIVIIVIIIIX
9,98 9,96 9,99 9,9910,02 9,9810,0110,00 9,98
116,42129,73132,38132,97131,80123,68124,74121,94131,78
101,37114,07116,56117,12115,98108,28109,27106,61116,00
0,8710,8790,8800,8810,8800,8750,8760,8740,880
0,877
Im Zusammenhange hiermit mag an dieser Stelle die Angabe über die von der
Compound-Maschine nebst Hilfsturbine während der ganzen Versuchsdauer betriebenen Arbeitsmaschinen (vgl. Tabelle 7) Platz
finden. Auf specielle Anordnung und unter persönlicher Mitwirkung von Director Mehl wurde der Gang der Arbeitsmaschinen an diesen
Tagen besonders überwacht und Sorge getragen, daſs dieselben pünktlich angelassen
und abgestellt wurden und constant im Betrieb blieben; von
Tabelle 7.
Anzahl
Maschinengattung
Spindel-zahl
Minutl.Spindel-touren
Spindel-distanz
6212
SelfactorsSyst. Parr-Curtis zu 600 Spindeln
mit „ „ zu
600 „ liegenden „ „ zu
500 „ Trommeln
360012006000
601455135889
mm434343
5104
Zwirnmaschinen mit Raderbetrieb zu 300
Spindeln „ „ „ zu
300 „ „ „ Schnurbetrieb zu
300 „
150030001200
180027162780
Flugel-weite606063
2211
Zwirnmaschinen mit Schnurbetrieb zu 300
Spindeln „ „ „ zu
200 „ „ „ „ zu
164 „ „ „ „ zu
164 „
600400164164
27801907 6991483
63707070
den in zwei Sälen arbeitenden Spinnstühlen durfte nur je ein
Stuhl den gesponnenen Abzug abnehmen. Während der Versuchsdauer fand an den
Spinnmaschinen nicht die geringste Störung statt. Die Kammgarnspinnerei hat nun
durch sorgfältige Messungen festgestellt, daſs von obigen Maschinen 1000
Selfactorspindeln mit Transmission 6e,839, 1000
Zwirnspindeln mit Transmission 7e,743 erfordern.
Es brauchen somit die 10 800 Selfactorspindeln sammt zugehöriger Transmission 10,800
× 6,839 = 73e,86 und die 7028 Zwirnspindeln 7,028
× 7,743 = 54e,42; die effective Arbeit, welche die Arbeitsmaschinen erforderten, beziffert sich
demnach auf 128e,28, woraus zu entnehmen ist, bis
zu welchem Grade an den einzelnen Tagen die Turbine in Mitleidenschaft gezogen
wurde.
2) Speise- und Condensirwasser-Messung. Zur directen
Wägung des Speisewassers war oberhalb der zur
Kesselspeisung bestimmten, von einem getrennten Kessel bedienten Dampfpumpe eine
Decimalwage auf einer am Dachstuhl des Kesselhauses aufgehängten Platform
aufgestellt. Auf der Wage, welche vor und nach den Versuchen richtig gestellt wurde,
stand ein abtarirter schmiedeiserner Behälter, in welchen je weilen 341k Wasser zugewogen wurden, die den Behälter gerade
bis zu einem Ueberlauf füllten. Das Wasser wurde durch einen von den Versuchskesseln
unabhängigen Injector in den Behälter gehoben und dabei auf etwa 35° vorgewärmt.
Der Behälter auf der Wage konnte durch ein Bodenventil in ein darunter stehendes
gröſseres Gefäſs entleert werden, aus welchem die Dampfspeisepumpe das Wasser
entnahm. Auf diese Weise lieſs sich leicht und sicher – unter Einhaltung eines und
desselben Wasserstandes im unteren Gefäſs zu Anfang und Ende der Versuche, sowie
unter Einstellung der Kesselwasserstände auf gleichen Stand zu Anfang und Ende – das
Gesammtgewicht der in die zwei Kessel gepumpten Wassermenge bestimmen. Ein in
die Speiseleitung eingesetztes Thermometer gab die Temperatur des durch den
abgehenden Dampf der Speisepumpe bis auf etwa 47° im Mittel erwärmten Speisewassers
an. Berichtigungen wegen verschiedener Kesselwasserstände zu Anfang und Ende waren
bei der sorgfältigen Ueberwachung der Speisung keine zu machen; die Differenzen
lagen stets innerhalb der Genauigkeitsgrenzen der Beobachtung.
Ebenso einfach gestaltete sich die Messung der in der
Dampfleitung und den Dampfmänteln niedergeschlagenen Dampfmenge, Es waren
drei automatische Condensationstöpfe aufgestellt, von welchen der eine das Wasser
aus der Dampfleitung, der zweite das Wasser aus den drei Dampfmänteln und der dritte
das im Innern des Receiver sich bildende Condensationswasser abführte. Die drei
Rohre kamen, durch die Wand des Maschinenhauses hindurchgeführt, im Freien zu Tage
und, um keine Verluste durch die plötzliche Verdampfung des beim Austritt in die
Atmosphäre „überhitzten“ Wassers zu erhalten, waren an die aus der Leitung
und den Dampfmänteln kommenden Rohre lange, aus Gasrohr hergestellte Spiralen
angesetzt; diese standen in Kühlbottichen mit Wasserumlauf und lieferten das
bedeutend unter 100° abgekühlte Condensirwasser in tarirte Kübel, welche gewogen
wurden. Das aus dem Receiver kommende Condensationswasser war schon an und für sich
so weit abgekühlt, daſs obige Vorsichtsmaſsregel hier wegfallen konnte. Die
Resultate sind in der Tabelle 8 zusammengestellt:
Tabelle 8. Speise- und Condensationswasser in k.
Nr.
TotaleSpeise-wasser-menge
MittlereTempe-ratur
Condensationswasser
Aus
demReceiverimBetrieb
Bemerkung
aus der Leitung
aus den Mänteln
vor An-lassen
imBetrieb
Ge-sammt
vor An-lassen
imBetrieb
Ge-sammt
IIIIVVIVIIIIX
5171111411083110624 5346 5451
47,145,346,445,846,746,4
18,080,746,674,263,545,0
191,8433,8402,1360,6183,4181,8
209,8514,5448,7434,8246,9226,8
12,777,071,461,044,858,7
131,01110,21185,4 468,3 237,2 552,3
143,71187,21256,8 529,3 282,0 611,0
205,3237,9211,9268,9138,9114,1
IIIIVVIVIIIIX
I Mantel am kleinen Cylinder, allein im Betrieb. II und IV Alle
drei Dampfmäntel geheizt. VI Mantel am kleinen Cylinder und Receiver im Betrieb.
VIII Desgleichen, Receiver verkleinert, alle Mäntel geheizt. IX Receiver
verkleinert, sämmtliche Dampfmäntel geheizt.
3) Messung der von der Luftpumpe ausgegossenen
Wassermenge. Die localen Verhältnisse gestatteten nicht, ein eigentliches
Meſsgefäſs hierfür aufzustellen; man muſste sich begnügen, den Cementkanal, in
welchen, wie oben bemerkt, die Luftpumpe ihr Wasser ausgoſs, dergestalt zu
erweitern, daſs durch Einsetzung einer guſseisernen Abschluſsplatte eine Art Bassin
geschaffen wurde, aus welchem das Wasser durch eine Reihe von gut abgerundeten Mündungen mit kurzen
cylindrischen Ansatzröhren von 35mm Durchmesser
seinen Abfluſs fand. Dieselben waren in der erwähnten Guſsplatte in einer solchen
Tiefe angebracht, daſs die Druckhöhe für den Ausfluſs im Mittel 300mm betrug; die Schwankungen des Wasserspiegels
waren durch eingesetzte Holzwände thunlichst verringert. Die Beobachtung beschränkte
sich demnach auf das Ablesen der Druckhöhe, was alle Viertelstunden mit Hilfe einer
verschiebbaren, jedesmal auf den Wasserspiegel einzustellenden Spitze geschah.
Zur Ermittlung des Ausfluſscoefficienten der vier Mündungen wurde die Platte nach dem
Versuch im Laboratorium für Maschinenlehre in ein hölzernes, mit Cement
ausgegossenes Gefäſs von F = 1qm,5 Oberfläche eingesetzt und durch Beobachtung
der Zeit T in Secunden, während welcher der
Wasserspiegel sich von der Höhe h1 Meter über der Mündungsmitte auf die Höhe h2 Meter senkte, der
Ausfluſscoefficient aus der Formel ermittelt:
\mu\,f\,\sqrt{2\,g}=\frac{2\,F}{T}(\sqrt{h_1}-\sqrt{h_2}).Der Ausfluſscoefficient μ ergab sich dabei in
vollkommener Uebereinstimmung mit den Weisbach'schen Versuchsresultaten zu
μ = 0,96.
Auſserdem war die Temperaturerhöhung zu messen, welche das Injectionswasser erfuhr;
zu dem Ende war in das Druckrohr der Luftpumpe möglichst nahe an der Pumpe selbst
ein Thermometer eingesetzt und andererseits wurde die Brunnentemperatur ebenfalls
alle Viertelstunden beobachtet, indem ein gleiches Thermometer mit einem Eimer voll
Brunnenwasser heraufgezogen wurde.
Unter Benutzung der Speisewassertabelle 8, sowie der Versuchsdauer und mittleren
Tourenzahl finden sich die Zahlenwerthe der Tabelle 9:
Tabelle 9.
Nr.
In den Cyl. ge-langtes Dampf-gewicht M
Von der Luftp.ausgegossenM + M0 – R †
Injections-wasser M0
\frac{M_0}{M}
Temperatur
Temp.-Erhöh-ung
Brunnen
Luftpumpe
III, IIIIV,
VVIIVIIIIX
4817,59439,39125,59659,94817,14613,2
209 614,9397 198,4386 267,8396
985,0195 162,2193 763,3
205 002,7387 997,0377 354,2387
594,0190 484,0189 264,2
42,5541,1041,3540,0239,5441,03
6,806,306,336,476,796,64
22,0021,4521,4521,9822,1022,30
15,2015,1515,1215,5115,3115,66
Mittelwerthe
–
–
40,93
–
–
15,32
† Mit R ist die Wassermenge
bezeichnet, welche aus dem Receiver als Condensirwasser entfernt wurde und daher zur
Berechnung von M0 noch
in Abzug gebracht werden muſs.
Auf Grundlage der hier mitgetheilten Daten ist nun die Haupttabelle 10, so weit sie
die Maschine betrifft, zusammengestellt, bezieh. berechnet worden; die darin
enthaltenen Zahlen sprechen deutlich genug, um keines weiteren Commentars zu
bedürfen. Wenn auch
Tabelle 10. Uebersichtliche Zusammenstellung der Daten für die
Maschine.
Textabbildung Bd. 237, S. 347
Datum; Art des Versuches; Dauer des
Versuches; Dampfüberdruck im Kessel; Mittlere Tourenzahl in der Minute;
Indicirte Leistung; Effective Leistung; Indicirter Wirkungsgrad;
Speisewasserverbrauch in k für die Stunde; Speisewasserverbrauch in 1 Stde. u.
1e ind. ohne jeden Abzug, mit Abzug des Cond.-Wassers aus Leitung;
Speisewasserverbrauch in 1 Stde. u. 1e eff. ohne jeden Abzug, mit Abzug des
Cond.-Wassers aus Leitung, mit Abzug des Cond.-Wassers aus Leitung und des zum
Vorwärmen der Mäntel condens. Wassers; Kohlenverbrauch (ohne Anzeihen) für die
Stunde; für 1 Stunde und 1e ind.; für 1 Stunde und 1e effect., Saarkohlen,
Grieskohlen; 1k rohe Kohle verwandelt Kilo Wasser von 0° in Dampf von 100°;
Hauptversuch; Alle Dampfmäntel gehzt.; Mittelwerthe; Ohne Dampfmantel am groſsen
Cyl.; Ohne Dampfmantel am groſsen Cyl. und Receiver
ohne Zweifel, abgesehen von der vorzüglichen Ausführung und
kurzen Betriebszeit der Maschine, die starke Expansion und hohe
Kolbengeschwindigkeit auch bei eincylindrigen Maschinen auf entsprechend günstige
Resultate führen werden, so nimmt Referent doch keinen Anstand, in vorliegenden
Ergebnissen einen Beweis für die Vorzüge desjenigen Zweicylindersystemes zu
erblicken, welches eben die Möglichkeit, hohe Expansionsgrade zu erzielen, mit den
Eigenschaften der Zwillingsmaschine verbindet.
Zur bequemeren Uebersicht folgt noch das Hauptresultat, Speisewasser- und
Kohlenverbrauch für 1 Stunde und indicirte Pferdestärke, Mittelwerthe eines
24stündigen Versuches:
Tabelle 11. Hauptresultate.
Dampfüber-druck im Kessel
TotaleExpansion
Mittlere Kolben-geschwindigkeit
IndicirteLeistung
Speise-wasser
Kohlen-verbrauch
für 1 Stde. und 1e indicirt
k auf 1qc5,89
etwa12fach
2m,26
131e,71
6k,618 †
0k,873
††
† Mit Abzug des ganzen Condensationswassers aus der
Dampfleitung.
†† Saarkohle Rheden 1a mit 7,41
Proc. Asche.
Prof. M. Schröter.