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.

Tafeln

Tafel Tafel 4
Tafel 4