Titel: | Ueber Oberflächencondensation zur Gewinnung von Süsswasser auf Schiffen. |
Fundstelle: | Band 262, Jahrgang 1886, S. 443 |
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Ueber Oberflächencondensation zur Gewinnung von
Süſswasser auf Schiffen.
Kirkaldy's Condensator zur Gewinnung von Süſswasser auf
Schiffen.
Im Engineer, 1885 Bd. 60 * S. 333, berichtet J. Kirkaldy über die Versuche mit
Oberflächencondensation besonders mit Rücksicht auf die Herstellung von Trinkwasser
mittels geeigneter Condensationsapparate (vgl. Hocking
1886 261 * 147). Versuche dieser Art waren zur Zeit, als
man groſse Mengen von Trinkwasser für die Truppen im Sudan bedurfte, auf dem
Dampfschiffe Calabria mit einer Gruppe von 10 kleinen
Kirkaldy'schen Condensationsapparaten (vgl. 1883
250 * 292) angestellt worden, welche von J. Kirkaldy in London gebaut waren.
Diese Apparate waren mit gefurchten Röhren versehen, wodurch ihre
Oberfläche um etwa 10 Proc. gegen diejenige glatter Röhren vergröſsert wurde; doch
wurde dieser Vergröſserung bei Berechnung der Leistung nicht Rechnung getragen,
sondern nur der glatte Umfang der Röhren berücksichtigt. Jeder dieser Condensatoren
war im Stande, zum Mindesten 27216k Dampf in 24
Stunden zu verdichten, d.h. 1134k in der Stunde;
dies gibt also für die ganze Gruppe 272cbm
täglich. Auf die Einheit der Oberfläche bezogen verdichteten diese Condensatoren
58k,2 Dampf stündlich auf 1qm Oberfläche, wobei der Dampf eine Spannung von
3at,3 besaſs. Die Temperatur des Kühlwassers
betrug 4,4° und das
abgehende Condensationswasser zeigte 21°. Würde man die Leistung auf die wirkliche
Oberfläche beziehen, so ergäbe sich für je 1qm
eine Verdichtung von 52k Dampf in der Stunde. Dies
entspricht der Uebertragung von 373065c in der
Stunde auf 1qm oder, wenn man den mittleren
Temperaturunterschied zwischen der Innen- und Auſsenseite der Röhren zu 79° annimmt,
einer Wärmeübertragung von 4716° für 1qm und
Stunde.
Diese an Bord der Calabria unter
Aufsicht eines Regierungsbeamten gemachten Beobachtungen veranlaſsten Kirkaldy, weitere Versuche mit ähnlichen Condensatoren,
sowohl mit glatten, wie gefurchten Röhren vorzunehmen, sowie auch mit einem
besonderen Versuchscondensator von abweichenden Verhältnissen. Insbesondere wurden
vergleichende Versuche angestellt mit zwei Condensatoren, deren einer zwei Spiralen
von 10m,34 Länge aus gefurchtem Rohre enthielt,
beide in einander gesteckt und die eine aus Rohr von 12mm,7, die andere aus Rohr von 9mm,5
Weite; die Oberfläche der beiden Kühlschlangen betrug 0qm,393. Der andere Condensator war von gleicher Form, aber mit 21 geraden
Röhren von 19mm,1 lichter Weite versehen, welche
0qm,734 Oberfläche darboten. Es wurde der
Abdampf einer kleinen Maschine benutzt und das Kühlwasser der Wasserleitung
entnommen. Das Ergebniſs dieser Versuche läſst sich, kurz gesagt, dahin ausdrücken,
daſs die gefurchten gewundenen Rohre fast genau doppelt so viel Dampf verdichteten
als die glatten Rohre, daſs also die sogen. Compactum-Condensatoren ungefähr die
doppelte Leistungsfähigkeit gewöhnlichen Oberflächencondensatoren mit geraden
glatten Röhren gegenüber besitzen. Die Anwendung gefurchter gerader Rohre scheint
nur wenig Vortheil zu bringen; dieselben müssen, wie dies von Kirkaldy angegeben wurde, gewunden werden, um viel
leisten zu können, wobei gleichzeitig die Elasticität derselben die vollste Freiheit
zur Ausdehnung und Zusammenziehung sichert, was wieder die Ansammlung von
Niederschlägen verhütet.
Der vorhin erwähnte Versuchscondensator war zu dem Zwecke
hergestellt worden, um die Mindestmenge Kühlwasser zu ermitteln, mit welcher sich
noch eine bestimmte Dampfmenge verdichten lieſse. Der Condensator bestand aus einem
guſseisernen Rohre von 1m,82 Länge und 152mm Weite, in welchem sich zwei gleich lange
Schlangen von zusammen 43m,56 Länge befanden,
deren jede zusammengesetzt war aus 9m,14 glattem
Rohre von 9mm,5, 6m,4 gefurchtem Rohre von 12mm, 3m,66 gefurchtem Rohre von 15mm,9 und 2m,13
gefurchtem Rohre von 19mm,1 Weite. Die gesammte
Kühlfläche betrug 1qm,806. Der Versuch, wobei die
Menge des Kühlwassers gleich der des condensirten Wassers war, zeigte ziemlich
merkwürdige Ergebnisse; die Wirkung des Condensators als solchen war sehr
unvortheilhaft, während derselbe sich als trefflicher Vorwärmer erwies.
Beim Eintritte in den Condensator betrug der Dampfdruck 4at,08. Die Menge des condensirten Wassers betrug
340k,5 in der Stunde und seine Temperatur
35,5°. Das Kühlwasser besaſs beim Eintritte 16,7° und ging als Dampf mit 107,2° weg;
der Dampf gab also 107,2° Wärme ab, was, zu der latenten Wärme addirt, 184062c entspricht. Dies gibt auf 1qm Oberfläche 101917c.
Diese Ergebnisse wurden durch zahlreiche Versuche als richtig
erwiesen. Es ist also dargethan, daſs die Kühlfläche so wirksam war, um mit 1l Kühlwasser 1l
destillirtes Wasser aus Dampf von 4at Spannung
herzustellen. Die praktische Bedeutung dieses Erfolges läſst sich dahin aussprechen,
daſs das Speisewasser einer Dampfmaschine nahezu oder ganz im Stande sein sollte,
den gesammten Dampf derselben zu verdichten. Dazu wären die sogen.
Compactum-Condensatoren, wie es scheint, wohl im Stande; aber die
Betriebsverhältnisse werden nur selten dazu veranlassen. Es dürfte nicht oft
vorkommen, daſs man nicht wenigstens doppelt so viel Kühlwasser wie Speisewasser zur
Verfügung hätte. Als Vorwärmer für das Speisewasser hatte der Versuchscondensator
bemerkenswerth guten Erfolg; die Condensation einer bestimmten Dampfmenge reichte
hin zur Erwärmung und Verdampfung einer gleich groſsen Menge von Kühlwasser. Als
Mittel aus einer groſsen Menge von Versuchen ergab sich: Dampfdruck 4at, Temperatur des Kühlwassers 21°, Temperatur des
condensirten Wassers 40°. 1l Kühlwasser in 55
Secunden strömend lieferte 1l Condensationswasser
in 57 Secunden.
Wenn unter solchen Verhältnissen der Apparat besser als Vorwärmer wie als Condensator wirkt, so
ändert sich dies doch sehr, sobald ein gröſserer Unterschied der Temperatur aufrecht
erhalten wird. Bei den Versuchen trat der Dampf an dem Ende in die Röhren ein, wo
sie von Dampf mit geringerer Temperatur umgeben waren. Wären dieselben von Wasser
umgeben gewesen, so würde die Leistung natürlich eine viel höhere gewesen sein, wie
dies in den Condensatoren der Calabria und in den
sogen. Compactum-Condensatoren überhaupt der Fall ist. So verdichtet z.B. ein
solcher Apparat, welcher auſsen nur 140mm × 140mm bei 737mm
Hohe miſst, in der Stunde nicht weniger als 284l
Wasser, so daſs man in der That damit eine unglaublich groſse Leistung für die
Einheit der Oberfläche erhält, wenn genügend Kühlwasser zur Verfügung steht. Bei dem
Versuchscondensator, welcher als Condensator und Vorwärmer zugleich thätig war,
genügte die Oberfläche zur Verdichtung des gesammten Abdampfes einer Maschine von
ungefähr 30 Pferd, welche für das Indicator-Pferd annähernd 9k,06 Dampf verbrauchte; dabei genügte also eine
Fläche von 0qm,062 für 1 Pferd. Mit genügendem
Kühlwasser hätte aber eine bei weitem kleinere Fläche schon ausgereicht. Die
Versuche auf der Calabria zeigen, daſs hier schon eine
Fläche von 0qm,0155 diese Leistung
verrichtete.
Die Condensatoren der Calabria messen
auſsen 305mm × 305mm bei 585mm Höhe. Unterhalb derselben
liegen Filter von 445mm × 318mm. Das Gewicht jedes Condensators beträgt 164k,6.