Titel: | C. Cario's Bestimmung des Wassergehaltes im Dampf. |
Autor: | Whg. |
Fundstelle: | Band 246, Jahrgang 1882, S. 62 |
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C. Cario's Bestimmung des Wassergehaltes im
Dampf.
Mit Abbildungen auf Tafel 4.
Cario's Bestimmung des Wassergehaltes im Dampf.
Während bei den Apparaten von Brocq (1881 242 * 317) und von Boye und
E. Müller (1882 244 *
199) die in einer abgeschlossenen Dampfmenge enthaltene Wassermenge dadurch bestimmt
wird, daſs man den nassen Dampf durch Volumenvergröſserung unter constanter
Temperatur in trockenen Dampf verwandelt und die Volumenvergröſserung miſst, schlägt
C. Cario in Chemnitz (*D. R. P. Kl. 42 Nr. 18480
vom 22. Oktober 1881) vor, den Feuchtigkeitsgehalt des Dampfes aus dem Gewicht
desselben abzuleiten.
Kennt man das Gewicht, die Spannung und den Rauminhalt einer gewissen Menge nassen
Dampfes, so braucht man von dem Gewichte desselben nur das Gewicht einer gleichen Raummenge
trockenen Dampfes von gleicher Spannung abzuziehen, um das Gewicht des in dem Dampfe
enthaltenen Wassers festzustellen. Cario bestimmt nun
das Gewicht einer gewissen Menge des zu untersuchenden
Dampfes in der Weise, daſs er den Dampf durch Abkühlung vollständig zu Wasser
verdichtet und den Rauminhalt dieses Wassers miſst. Die hierzu benutzten
Vorrichtungen sind in Fig. 10 bis
16 Taf. 4 dargestellt.
Will man, wie es am häufigsten vorkommt, den Feuchtigkeitsgehalt des auf dem
Dampfkessel in die Leitung übertretenden Dampfes ermitteln, so werden in das Rohr
M (Fig. 10),
das den Kesseldom O mit dem Hauptdampfrohr L verbindet, zwei Niederschraubventile A und B eingeschaltet,
welche während des Betriebes immer offen sind. Bei der Untersuchung werden dieselben
nach einander geschlossen, zuerst B, dann A, so daſs zwischen denselben eine bestimmte Dampfmenge
abgesperrt ist. An einem bei c angebrachten Hahn wird
darauf ein kleines Kühlgefäſs K angeschraubt, welches
in Fig. 11 im Schnitt dargestellt ist. Dasselbe wird vorher nach Abschrauben
der aufgesetzten Kapselmutter zunächst vollständig mit Wasser gefüllt, worauf, etwa
mit Hilfe einer eingetheilten Glasröhre, eine bestimmte Menge des Wassers möglichst
genau zurückgemessen wird. Nachdem das Gefäſs oben wieder verschlossen und mit dem
unteren Ende auf dem Hahn c geschraubt ist, wird
letzterer geöffnet. Der zwischen den Ventilen befindliche Dampf strömt dann in das
in K befindliche Wasser ein, welches durch äuſsere
Abkühlung auf einer niedrigen Temperatur (etwa 15°) gehalten wird, und condensirt.
Gleichgewicht tritt ein, wenn die Spannung des in M
verbliebenen Dampfes bis auf die Spannung der in K
befindlichen, ein wenig zusammengepreſsten Luft gesunken ist. Dabei ist zu beachten,
daſs aus dem Dampfe etwas Luft ausgeschieden ist. Wird nun auch die Spannung, wenn
nur der Luftraum in K genügend groſs genommen wurde,
nicht viel gröſser als die Atmosphärenspannung sein, so darf doch der in M verbleibende Dampf jedenfalls nicht vernachläſsigt
werden, wie Cario angibt. Dieser Dampf wird etwas
überhitzt, jedenfalls trocken sein, da die Wände wohl genügend Wärme hergeben, um
bei der schnell abnehmenden Spannung das vorhandene Wasser zu verdampfen. Da jedoch
der Grad der Ueberhitzung sich jeder Bestimmung entzieht, so wird schon hierdurch
das Ergebniſs sehr ungenau. Wäre z.B. der in M
bleibende Dampf von atmosphärischer Spannung noch gesättigt und hätte die Spannung
anfangs 5at betragen, so würde der zurückbleibende
Dampf ungefähr 22 Procent der ursprünglichen Dampfmenge ausmachen.
Besser sind in dieser Hinsicht die in Fig. 12 bis
15 Taf. 4 dargestellten Vorrichtungen. Das Rohr M (Fig. 15),
welches an beliebiger Stelle eines Dampfkessels, einer Dampfleitung oder eines
Dampfcylinders angeschraubt werden kann, ist von
einem Heizmantel umgeben, in welchen durch den Hahn r
Dampf eingelassen wird. Das sich im Mantel niederschlagende Wasser kann durch einen Hahn bei
l abgelassen werden. Um das Rohr M mit Dampf zu füllen., werden die Hähne H, R und c geöffnet,
letzterer jedoch nur wenig, damit die Geschwindigkeit des durchblasenden Dampfes
gering ist, Sobald man annehmen kann, daſs alle Luft aus M entfernt ist, wird zuerst c, dann R geschlossen, darauf bei c das Kühlgefäſs K angeschraubt, c wieder geöffnet u.s.w. In diesem Falle ist der Grad
der Ueberhitzung bekannt, so daſs die zurückbleibende Dampfmenge wenigstens
annähernd berücksichtigt werden kann.
Dasselbe gilt auch von der in Fig. 12 bis
14 gezeigten Vorrichtung, welche dazu dienen soll, von einem beliebigen
Punkte des Dampfraumes im Kessel den Dampf zu entnehmen. Ein aus zwei Theilen I und II bestehender
Hohlring M ist an einem Doppelrohr im Inneren des
Kessels aufgehängt. Das innere Rohr, welches durch einen Kanal d mit dem Inneren des Ringes M verbunden ist, trägt am oberen Ende den Hahn c und das Kühlgefäſs K. An dem äuſseren,
unten offenen Rohr, welches als Heizmantel für das innere dient, ist ein den Theil
H umgreifender Reifen e befestigt, Durch Stopfbüchsen ist das innere gegen das äuſsere Rohr und
dieses gegen den Kessel abgedichtet. Die beiden Theile I und H sind bei g gegen einander drehbar, so daſs sie in die Lage Fig. 14
gebracht werden können. Soll nun der in den Hohlring M
eingetretene Dampf abgesperrt werden, so werden die Theile I und H wieder in die Schluſsstellung
gebracht und dann wird mittels einer vorher auf den Theil H aufgebrachten Kittflechte, welche durch Drehen des äuſseren Rohres
mittels des Reifens e angepreſst wird, die Dichtung bei
i hergestellt.
Die Menge des Wassers, welches sich in K aus dem Dampfe
gebildet hat, bezieh. von diesem mitgerissen wurde, wird in der Weise sehr genau
bestimmt, daſs man Glasstäbe und dünne Messingdrähte von genau bekanntem
körperlichen Inhalt in das Gefäſs einsenkt, bis dasselbe wieder vollständig gefüllt
ist. Durch direkte Wägung würde wohl ein eben so genaues Resultat gewonnen werden
können. Der Fehler, welcher, wie oben erwähnt, daraus hervorgeht, daſs die Menge des
in dem Meſsgefäſs M verbleibenden Dampfes nur sehr
ungenau zu ermitteln ist, würde sehr klein werden, wenn man in dem Kühlgefäſs über
dem Wasser einen möglichst luftleeren Raum herstellte und in diesen den Dampf
eindringen lieſse; der in dem Meſsgefäſs zurückbleibendezurückbleikende Dampf würde dann auch nur eine sehr geringe Spannung besitzen.
Der Rauminhalt des Meſsgefaſses M läſst sich mit genügender Genauigkeit, etwa durch Ausmessen mit Wasser,
ermitteln. Dagegen liegt eine Hauptschwierigkeit noch in einer hinreichend genauen
Bestimmung der Spannung des zu untersuchenden Dampfes,
wozu die gewöhnlichen Federmanometer kaum ausreichen werden. Um dieser Schwierigkeit
auszuweichen und von der Dampfspannung ganz unabhängig zu werden, schlägt Cario vor, zu gleicher Zeit mit dem zu untersuchenden
Dampfe eine gewisse Menge
trockenen Dampfes zu messen, welcher mit Hilfe der in Fig. 16
dargestellten Vorrichtung folgendermaſsen gewonnen werden soll: Das Hahngehäuse wird
von auſsen in die Kesselwand q und an dasselbe von
innen das Meſsgefäſs M geschraubt. Bei der Hahnstellung
a tritt der Dampf in das letztere ein. Ehe jedoch
die volle Spannung in M erreicht ist, wird der Hahn in
die Stellung a2
gebracht, worauf der abgesperrte Dampf in Folge der Wärmemittheilung von auſsen
überhitzt wird. Cario macht nun die kaum haltbare
Annahme, daſs nach Zurückdrehung des Hahnes in die Stellung a gerade so viel Dampf noch in M eintritt,
daſs das Gemisch gesättigt, aber trocken ist. Das Gefäſs wird dann gleichzeitig mit
dem anderen, den nassen Dampf enthaltenden Behälter abgesperrt und sein Inhalt
ebenfalls in einem Kühlgefäſs K niedergeschlagen
(Hahnstellung a1
Fig.
16). Die Differenz der auf gleiche Raumgröſsen berechneten Gewichte beider
Dampfmengen gibt dann den Wassergehalt. Es ist leicht ersichtlich, daſs hierbei ganz
erhebliche Fehler unterlaufen können.
Sonach dürfte die beschriebene Methode noch in mehrfacher Hinsicht zu wünschen übrig
lassen und kaum eine befriedigende Lösung der gestellten Aufgabe liefern.
Whg.