Titel: | Ueber Schiffsmaschinen mit dreifacher Expansion. |
Autor: | Freytag |
Fundstelle: | Band 276, Jahrgang 1890, S. 14 |
Download: | XML |
Ueber Schiffsmaschinen mit dreifacher
Expansion.
Mit Abbildungen.
Ueber Schiffsmaschinen mit dreifacher Expansion.
Die im verflossenen Jahre in England von einer besonderen Commission unter dem
Vorsitze des Prof. Kennedy angestellten Versuche mit einer
Schiffsmaschine mit dreifacher Expansion (Engineering, 10. Mai
1889) haben die von der Praxis längst bestätigte Ueberlegenheit derselben
über die Verbundmaschine, namentlich wegen ihrer in Folge höherer Spannungen des
Kesseldampfes ganz bedeutenden Brennmaterialersparniſs vollkommen zum Ausdruck
gebracht; dazu kommt, daſs die mit dreifachen Expansionsmaschinen ausgerüsteten
Schiffe zum Unterbringen der Kohlen kleinere Räume erfordern, als entsprechende
Schiffe mit Verbundmaschinen, sowie auch ihre hochgespannten Dampf liefernden
Röhrenkessel ein erheblich geringeres Gewicht besitzen, als die meist cylindrischen
Kessel der letzteren.
Es unterliegt wohl keinem Zweifel, daſs die dreifache Expansionsmaschine namentlich
als Schiffsmaschine sich immer weiteren Eingang verschaffen und die Verbundmaschine
bald völlig verdrängen wird, um so mehr, als die wachsenden Fahrtgeschwindigkeiten
der Schiffe auch entsprechend höhere Dampfspannungen bedingen, die den ökonomischen
Betrieb mit Verbundmaschinen immer ungünstiger gestalten.
Die zu Schnellfahrten bestimmten Schiffe der Handelsmarine, nicht minder diejenigen
der Kriegsmarine sind bereits seit einiger Zeit mit dreifachen, mitunter auch mit
vierfachen Expansionsmaschinen ausgerüstet worden, und die Erfahrungen der nächsten
Jahre werden zeigen, ob letzteres System die dreifache Expansionsmaschine zu
verdrängen berufen ist.
Eine Zusammenstellung von Resultaten der vor Kurzem in England angestellten Versuche
mit dreifachen Expansions- und Verbundmaschinen gibt die nachstehende Tabelle.
Dieselbe ist, wie auch die weiteren Angaben einer interessanten Abhandlung des Génie civil, 1890 * S. 19, von E. Féraud über dreifache Expansionsmaschinen, namentlich Schiffsmaschinen,
entnommen und zeigt den
bedeutenden Fortschritt, welcher durch Einführung der dreifachen Expansionsmaschine
gemacht ist.
Schiffe
Type der Maschine
Brennmaterial-ersparniſs mitder dreif.
Ex-pansionsmasch.
Bemerkungen
Koono
Draco
VerbundmaschineMaschine mit dreif.
Expansion
20 Proc.
Schiffe von glei-cher Bauart
Norge
Hispania
VerbundmaschineMaschine mit dreif.
Expansion
26 „
dto.
Yeddo„
VerbundmaschineMaschine mit dreif.
Expansion
24 „
Maschine wurdeumgebaut
Angenommen, ein mit Verbundmaschine arbeitendes Packetboot verrichte den
regelmäſsigen Dienst zwischen zwei Stationen A und B und lade auf einer Zwischenstation C so viel Kohlen als nöthig sind, um von A nach C und von C nach B zu gelangen.
Wenn dann die Verbundmaschine auf der Fahrt von A nach
C an Brennmaterial P
Tonnen Kohlen nöthig hat, so braucht ein gleiches, mit dreifacher Expansionsmaschine
arbeitendes Boot bei seiner Abfahrt von A nur P (1 – K') Tonnen Kohlen
mitzunehmen. (Dieser Ersparniſscoefficient K' ist
weiter unten näher ausgedrückt.)
Kostet die Tonne Kohlen in A m Fr., n Fr. in C und p Fr. in B so würde bei
einer Hin- und Rückfahrt erspart sein:
auf
der
Abfahrtstation A
K' Pm
Fr.
„
„
Zwischenstation C
2K'Pn
„
„
„
Endstation B
K' Pp
„
––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––
demnach
Gesammtersparniſs
K'P (m + 2n + p)
Fr.
Bezeichnet P1 das
Gewicht der Verbundmaschine mit Kessel und P2 dasjenige der dreifachen Expansionsmaschine
(ebenfalls mit zugehörigem Kessel), so kann von A nach
B an Stelle der ersparten Kohlen und des geringeren
Kessel- bezieh. Maschinengewichtes π = K' P + (P1
– P2) Tonnen Fracht
mehr geladen werden; die dadurch erzielte Mehreinnahme beträgt bei einem Frachtsatze
von q Fr. für die Tonne:
[K' P + (P1 – P2)] q Fr.,
demnach ergibt sich für die Hin- und Rückfahrt, gegenüber der
Verbundmaschine, eine Ersparniſs von:
A = K' P (m + 2 n + p) + [K' P + (P1 – P2)] q Fr. . . 1)
Bezeichnet man mit a die Anzahl der Fahrten im Laufe
eines Jahres und berücksichtigt noch die nach Fertigstellung von Maschinen und
Kesseln in den Werkstätten den Erbauern in der Regel gezahlte Prämie von s Fr. für die Tonne, so beträgt bei einer Dienstzeit
des Bootes von N Jahren die Totalersparniſs bei
Anschaffung einer dreifachen Expansionsmaschine:
B=K'\,P\,(m+2\,n+p)+[K'\,P+(P_1-P_2)]\,q-\frac{s}{N\,a}\,(P_1-P_2)\
\mbox{Fr.} 2)
Soll z.B. eine Verbundmaschine mit 2 Cylindern in eine dreifache Expansionsmaschine
mit 3 Cylindern umgebaut werden, so wird offenbar die letztere Maschine schwerer
sein als die Verbundmaschine.
Es sei π'' diese Gewichtsvermehrung und π' die Ersparniſs an Kesselgewicht, demnach π' – π'' die Gewichtsvermehrung von Kessel und
Maschine; wenn dann π' > π'', so läſst sich die Ersparniſs nach Gl. 2 berechnen;
ist π' = π'', so erhält man nach
Einsetzung in Gl. 1 die Ersparniſs durch: A = K'P (m + 2n + p) + K'Pq Fr. ausgedrückt, und wenn π' < π'', so verliert man an Stelle
der ersparten K'P Tonnen Kohlen ein Frachtgewicht von
π'' – π'.
Die auf den Kolben einer Dampfmaschine übertragene, durch Ausdehnung eines mit der
absoluten Anfangsspannung h1 (Fig. 1) in den Cylinder von D Meter Durchmesser tretenden Dampfvolumens von V0 Cubikmeter
entstandene Arbeit beträgt:
T\,p=V_0\,h_1\,\left(1+l\,n\,\frac{\frac{D^2\,\pi}{4}}{V_0}-\frac{h'}{h_1}\,.\,\frac{\frac{D^2\,\pi}{4}}{V_0}\right)\,\mbox{kgm}
oder
T_p=V_0\,h_1\,\left(1+l\,n\,0,785\,\frac{D^2}{V_0}-\frac{h'}{h_1}\,.\,0,875\,\frac{D^2}{V_0}\right)\,\mbox{kgm}
worin noch h' die Spannung des
Gegendruckes bezeichnet. Läſst man in demselben Cylinder ein anderes Volumen V2 mit der
Anfangsspannung h2
expandiren, so ist auch
T'\,p=V_2\,h_2\,\left(1+l\,n\,0,785\,\frac{D^2}{V_2}-\frac{h'}{h_2}\,.\,0,785\,\frac{D^2}{V_2}\right)\,\mbox{kgm}
und wenn man dieses Volumen so wählt, daſs V2h2
= V0h1, erhält man
\frac{T'\,p}{T\,p}=\frac{1+l\,n\,0,785\,\frac{D^2}{V_2}-\frac{h'}{h_2}\,.\,0785\,\frac{D^2}{V_2}}{1+l\,n\,0,785\,\frac{D^2}{V_0}-\frac{h'}{h_1}\,.\,0,785\,\frac{D^2}{V_0}},\
\mbox{woraus}
\frac{T'\,p-T\,p}{T\,p}=\frac{\left(l\,n\,0,785\,\frac{D^2}{V_2}-\frac{h'}{h_2}\,.\,0,785\,.\,\frac{D^2}{V_2}\left)-\right(l\,n\,0,785\frac{D^2}{V_0}-\frac{h'}{h_1}\,.\,0,785\,\frac{D^2}{V_0}\right)}{1+l\,n\,0,785\,\frac{D^2}{V_0}-\frac{h'}{h_1}\,.\,0,785\,\frac{D^2}{V_0}}
Da nun
l\,n\,.\,0,785\,.\,\frac{D^2}{V_2}-l\,n\,.\,0,785\,.\,\frac{D^2}{V_0}=l\,n\,\frac{0,785\,\frac{D^2}{V_2}}{0,785\,\frac{D^2}{V_0}}=l\,n\,.\,\frac{V_0}{V_2},
so findet man endlich:
\frac{T'\,p-T\,p}{T\,p}=\frac{l\,n\,\frac{V_0}{V_2}}{1+l\,n\,.\,0,785\,\frac{D^2}{V_0}-\frac{h^1}{h_1}\,.\,\frac{D^2}{V_0}}=\frac{l\,n\,\frac{h_2}{h_1}}{1+l\,n\,.\,0,785\,\frac{D^2}{V_0}-\frac{h'}{h_1}\,.\,\frac{D^2}{V_0}}
3)
Es läſst sich aus dieser Formel der bei Erhöhung der Dampfspannung eintretende
Arbeitsgewinn berechnen.
Soll ein für Schnellfahrten bestimmtes Schiff seine Fahrtgeschwindigkeit von q Knoten um p Knoten
vergröſsern, so muſs nothwendiger Weise die Kesselspannung derart erhöht werden,
daſs der dadurch erzielte Arbeitsgewinn dieser Geschwindigkeitszunahme
entspricht.
Wenn p nicht sehr bedeutend und dieselbe Schiffsschraube
beibehalten wird, so ist
H\,(1-r)=\frac{q\,.\,30,866}{n}.
wenn H die Steigung der Schraube,
r den Rücklauf derselben und n die Anzahl der Umdrehungen der Maschine in der Minute
bezeichnet, demnach bei q + p Knoten:
H\,(1-r)=\frac{(q+p)\,30,866}{n'}
und da die Arbeit der Schraubenwelle der dritten Potenz der
Anzahl der Umdrehungen proportional gesetzt werden kann, wenn Tp1 die Arbeit bei n und Tp1 diejenige bei n1 Umdrehungen bezeichnet
\frac{T'\,p_1-T\,p_1}{T\,p_1}=\frac{n'^3-n^3}{n^3}\
\mbox{woraus}
\frac{T'\,p_1-T\,p_1}{T\,p_1}=\frac{\left[\frac{(q+p)\,30,866}{H\,(1-r)}\right]^3-\left[\frac{q\,.\,30,866}{H\,(1-r)\right]^3}}{\left[\frac{q\,.\,30,866}{H\,(1-r)}\right]^3}=\frac{p^3+3\,p^2\,q+3\,q^2\,p}{q^3}
4)
Die der erhöhten Geschwindigkeit entsprechende Mehrleistung der Schraubenwelle läſst
sich nun auch nach Gl. 4 berechnen, welche annähernde, von der Wirklichkeit wenig
abweichende Resultate gibt, und da die Arbeit der Schraubenwelle wieder proportional
der von der Maschine abgegebenen Arbeit ist, so erhält man auch
\frac{T'\,p-T\,p}{T\,p}=\frac{p^3+3\,p^2\,q+3\,q^2\,p}{q^3}
. . . . . . 5)
Erhöht man demnach die Spannung h1 um die Gröſse
\frac{h_2-h_1}{h_1}, so vermehrt man die maschinelle Leistung
um den Betrag \frac{T'\,p-T\,p}{T\,p} sowie die Geschwindigkeit
des Schiffes um p Knoten.
Aus Gl. 5 läſst sich auch, wenn p bekannt ist, diejenige
Gröſse ermitteln, um welche die Kesselspannung erhöht werden muſs, damit die
festgesetzte höhere Fahrtgeschwindigkeit erreicht wird. Soll nun ein mit
Verbundmaschine und 2 Cylindern arbeitendes Schiff eine Erhöhung seiner Leistung
bezieh. Geschwindigkeit erfahren, so muſs nothwendiger Weise der Kesseldruck erhöht
werden und da der ökonomische Betrieb sich jetzt weniger vortheilhaft gestaltet,
wird es zweckmäſsig sein, gleichzeitig auch den Umbau der Verbundmaschine unter Beibehaltung ihrer beiden
Cylinder in eine dreifache Expansionsmaschine vorzunehmen.
Angenommen, die Verbundmaschine habe in einem derartigen Falle die folgenden
Verhältnisse:
Durchmesser
des
kleinen
Cylinders
1100mm
„
„
groſsen
„
2163mm
Kolbenhub
1000mm
Kesseldruck
5k,500
Dampfdruck im Cylinder
4k,000
Effective Leistung
2376
Füllung des kleinen Cylinders
0,72
„ „ groſsen „
0,32
Mittlere Geschwindigkeit bei 79,55 Umdrehungen in der Minute:
14,42 Knoten,
Fig. 1., Bd. 276, S. 18
Fig. 2., Bd. 276, S. 18
so findet man aus Gl. 3 die mit der Erhöhung der
Kesselspannung von 5k bis auf 10k wachsende Mehrleistung der Maschine zu 6 Proc.
bis 23 Proc. der ursprünglichen Leistung; es beträgt nämlich die Gesammtleistung bei
einer Erhöhung der Kesselspannung von
5k
auf
6k
6
Proc.
der
ursprünglichen
Leistung
oder
2518
5k
„
7k
11
„
„
„
„
„
2637
5k
„
8k
16
„
„
„
„
„
2756
5k
„
9k
20
„
„
„
„
„
2851
5k
„
10k
23
„
„
„
„
„
2922
Da sich die Arbeiten proportional mit den dritten Potenzen der Geschwindigkeiten
ändern, so ergibt sich, wie nachstehende Tabelle zeigt, aus
\frac{F'-F}{F}=\frac{n'^3-n^3}{n^3}, da in vorliegendem Falle
n = 79,55 und F =2376
, bei der Mehrleistung von 6 Proc. bis 23 Proc. ein stetiges Wachsen der
Anzahl der Umdrehungen von 79,55 bis zu 85,23 in der Minute und zwar
bei
6
Proc.
Mehrleistung
81,11
Umdrehungen
in
der
Minute
„
11
„
„
82,36
„
„
„
„
„
16
„
„
83,58
„
„
„
„
„
20
„
„
84,53
„
„
„
„
„
23
„
„
85,23
„
„
„
„
Mit Beibehaltung der Verbundmaschine würde wegen des höheren Kesseldruckes im kleinen
Cylinder jetzt nur eine Füllung von 0,25 erforderlich sein.
Da das Schiff bei der maschinellen Leistung von 2376 eine
Fahrtgeschwindigkeit von q = 14,42 Knoten entwickelte,
so erhält man nach Gl. 5 mit der Erhöhung der Leistung um 23 Proc.
p3 +
3p2q + 3pq3 =q3 . 0,23
p = 1,55,
d.h. die Geschwindigkeit des Schiffes beträgt nun 14,42 + 1,55
= 15,97 Knoten.
Soll die Verbundmaschine unter Beibehaltung ihrer Cylinder in eine dreifache
Expansionsmaschine umgewandelt werden, so muſs der Dampf anstatt der zweimaligen
Expansion von 10k auf 1k,350 und von 1k,350 auf 0k,25 eine dreimalige Expansion
von 10k auf 5k,
von 5k auf 1k,350 und von 1k,350 auf 0k,25 durchmachen. Um die nutzbare Wärme der
Maschine zu erhöhen, wird man jetzt zweckmäſsig die Condensationen verringern und
hat dann zur Erzeugung der Geschwindigkeit von 15,97 Knoten eine geringere bewegende
Kraft nothwendig.
Nimmt man beim Ausströmen des Dampfes aus dem hinzu kommenden Hochdruckcylinder nach
dem Zwischenbehälter einen Spannungsabfall von 0k,8 an, so ergibt sich aus dem Diagramm (Fig.
2) nach Einzeichnen der senkrechten Linie a c das
Volumen des Hochdruckcylinders zu 0cbm,470,
demnach
\frac{d^2\,\pi}{4}=\frac{0,47}{1,1}=0^qm,4272\
\mbox{und}
d=0^m, 738.
Hierbei sind die schädlichen Räume noch nicht mit
berücksichtigt; bezeichnet man das Volumen derselben mit E, so ergibt sich der wirkliche Durchmesser des Hochdruckcylinders
aus:
\frac{d^2\,\pi}{4}=\frac{0,47-E}{1,1}\ \mbox{zu}\ \sim\
0^m,730.
Um eine möglichste Brennmaterialersparniſs zu erzielen, sei wieder V0 (Fig. 3) ein Volumen Dampf mit der Anfangsspannung h1, welches nach
Expansion in einem Cylinder vom Durchmesser D um den
\frac{Z}{Z_0} fachen Betrag gröſser wird und in die Spannung
h1 übergeht.
Fig. 3., Bd. 276, S. 20
Fig. 4., Bd. 276, S. 20
Die dieser Ausdehnung entsprechende Arbeit beträgt wie oben
T_p=V_0\,h_1\,\left(1+l\,n\,\frac{Z}{Z_0}-\frac{h'}{h_1}\,.\,\frac{Z}{Z_0}\right).
Damit das Volumen V0 ein
Maximum von Arbeit entwickelt, hat man den ersten Differentialquotienten gleich Null
zu setzen, also
d\,T\,p=\frac{d\,\frac{Z}{Z_0}}{\frac{Z}{Z_0}}=\frac{h'}{h_1}\,.\,d\,\frac{Z}{Z_0}=0,
d.h. die Expansion muſs so weit ausgedehnt werden, daſs die
Spannung h_1\,\times\,\frac{Z}{Z_0}h_1+\frac{Z}{Z_0} gleich dem Gegendrucke wird; es ist deshalb nöthig, das Volumen des
groſsen Cylinders entsprechend der durch den Punkt a''b'' gelegten Linie m1n1 zu wählen. Bei der Ausführung vermindert man
dieses Volumen, um einen Spannungsabfall des Dampfes von
\frac{1}{n} Kilo zu erhalten, welcher das Ueberführen
desselben in den Condensator erleichtert, und es sei a
b dieser Betrag.
Will man nun die indicirte Arbeit von F Pferden, durch
die Fläche mnabc dargestellt, kleiner erhalten, so muſs
man an Stelle V0 ein
Dampfvolumen V' expandiren lassen, welches im groſsen
Cylinder ein neues Volumen C'0 einnimmt. Behält man dieses Volumen bei und will man mit der erhöhten
Kesselspannung die Arbeit von F Pferden erzeugen, so
muſs die Einströmspannung des Dampfes so gewählt werden, daſs die Fläche pqn'm der Fläche n'nabb'a'
äquivalent wird. Nimmt man an, das Diagramm mnabc sei
dasjenige der Verbundmaschine und C'0 das Volumen des groſsen Cylinders, so hat man bei
dem Umbau der Maschine in eine dreifache Expansionsmaschine anstatt des Volumens V0 ein Volumen
\frac{V_0}{r}=V mit der Spannung h2 in den kleinen Cylinder einzuführen,
welches sich ergibt aus:
V\,h_2=V'\,h_1=\frac{V_0}{r}\,h_1,
worin r einen weiter unten
angegebenen Werth bezeichnet.
Um endlich den Ersparniſscoefficienten K' festzustellen,
zerlegt man denselben in zwei Coefficienten K'1 und K'2, der erstere von der
Maschine, der andere von der Kesselconstruction abhängig. Da jede Calorie einer
Arbeit von 425mk entspricht, beträgt die erzeugte
Arbeit einer mit t10 in den Cylinder eintretenden und mit t00 in den Condensator entweichenden
Dampfmenge
425\,\frac{t_1-t_0}{273+t_1}.
Wenn der Dampf in Folge der höheren Kesselspannung h2 eine Temperatur t20
annimmt, so wird, wenn t0 constant bleibt, die Arbeit im Verhältnisse
1:\frac{t_2-t_0}{t_1-t_0}\,.\,\frac{273+t_1}{273+t_2} gröſser
werden, und da K'1
gleich der Differenz dieser beiden Arbeiten ist, ergibt sich
{K'}_1=\frac{t_2-t_0}{t_1-t_0}\,.\,\frac{273+t_1}{273+t_2}-1\
\mbox{oder},
{K'}_1=\left[\left(\frac{t_2-t_0}{t_1-t_0}\,.\,\frac{273+t_1}{273+t_2}\right)-1\right]\,a=(r-1)\,a,\
\mbox{wenn noch}
a einen von den
Füllungsverhältnissen abhängigen Coefficienten bezeichnet 6)
Die nachstehende Tabelle enthält die theoretischen Werthe von K'1 für absolute Spannungen von 7k bis 20k.
AbsoluteDampf-spannung
Temperatuv t1in Graden
\frac{t_1-t_0}{273+t_1} fürt0 = 62°
r
WirklicheErsparniſs
K'
1
7
164
0,233
1
–
–
8
170
0,243
1,04
4 Proc.
0,04
9
173
0,249
1,06
6 „
0,06
10
179
0,258
1,10
10 „
0,10
11
183
0,265
1,13
13 „
0,13
12
187
0,271
1,16
16 „
0,16
13
190
0,277
1,18
18 „
0,18
14
194
0,282
1,21
21 „
0,21
15
197
0,287
1,23
23 „
0,23
16
200
0,292
1,25
25 „
0,25
17
203
0,296
1,27
27 „
0,27
18
206
0,301
1,29
29 „
0,29
19
209
0,305
1,30
30 „
0,30
20
212
0,309
1,32
32 „
0,32
Der von der Kesselconstruction und dem Temperaturabfall des Dampfes auf dem Wege vom
Kessel nach der Maschine abhängige Coefficient K'2 läſst sich nur in jedem besonderen Falle
festsetzen, und sein Werth ist gegen K'1 äuſserst gering.
Wenn wieder in Fig. 4
mnabc das Diagramm einer Verbundmaschine vorstellt,
deren Hochdruckcylinder mit Dampf von h2k Spannung oder
von t20 Temperatur gespeist wird, so ergibt sich
aus Gl. 6:
r=\frac{t_2-t_0}{t_1-t_0}\,.\,\frac{273+t_1}{273+t_2}\
\mbox{und damit der Quotient}\ \frac{V_0}{r}.
Macht man deshalb in dem Diagramm (Fig. 4)
V'=m\,n'=\frac{V_0}{r}, zieht die Senkrechte n'a'' und durch a'' den
Strahl ob', welcher die Verlängerung von mn' in b' schneidet, legt
ferner durch letzteren Punkt eine Senkrechte b'b1, welche auf der
Geraden OX das Volumen des groſsen Cylinders C'0 der dreifachen
Expansionsmaschine abschneidet, und zieht die Senkrechte b'b1 bis zur Verlängerung von pq, so erhält man einen Punkt b'', welcher ebenfalls mit O durch einen
Strahl zu verbinden ist; zieht man durch den auf diesem Strahl liegenden Punkt a''' die Senkrechte qa''',
so ist damit das Volumen pq = V des Einströmdampfes in
den Hochdruckcylinder der dreifachen Expansionsmaschine bestimmt.
Zeichnet man jetzt die Curve qn'a1 nach dem Mariotte'schen Gesetz, so gibt die Fläche pqa1b1c die Totalarbeit des
Dampfes und es bleibt nur noch übrig, dieselbe zu zerlegen, um die Durchmesser der
anderen Cylinder zu erhalten.
Die Verhältnisse einer Verbundmaschine seien z.B. die folgenden:
Durchmesser
des
kleinen
Cylinders
0m,92
„
„
groſsen
„
1m,65
Kolbenhub
1m,100
Effective Leistung
1150
Füllung im kleinen Cylinder
0,38
„ „ groſsen „
0,63.
Der Verbrauch an Kohle für und Stunde betrage durchschnittlich 0k,937 und der im Röhrenkessel mit 10k,3 Spannung entwickelte Dampf gelange unter
Zwischenschaltung eines Druckverminderers mit 5k,2
Spannung in den Cylinder.
Es soll die Geschwindigkeit des Schiffes beibehalten, demnach an der maschinellen
Arbeitsleistung nichts geändert werden, indessen soll, um an Brennmaterial zu
sparen, die Maschine in eine dreifache Expansionsmaschine umgebaut werden.
Läſst man den Dampf deshalb anstatt mit 5k,2 mit
10k Spannung in den Cylinder treten, so
ist
r=\frac{t_2-t_0}{t_1-t_0}\,.\,\frac{273+t_1}{273+t_2}=\frac{179^{\circ}-62^{\circ}}{153^{\circ}-62^{\circ}}\,.\,\frac{273+153^{\circ}}{273+179^{\circ}}=1,208
Das Volumen des eintretenden Dampfes war
V_0=0,38\,.\,\frac{0,92^2\,.\,\pi}{4}\,.\,1,1=0^{cbm},025,
demnach
V'=\frac{V_0}{r}=\frac{0,025}{1,208}=0^{cbm},020.
Da 1k Dampf von 5k,2 Spannung ein Volumen von 0,357600 und von 10k ein solches von 0cbm,195500 einnimmt, so ergibt sich
V=\frac{0,020\,.\,0,195500}{0,357600}=0^{cbm},010920.
Man hat jetzt schlieſslich eine totale Expansion von 0cbm,010920 Dampf und da für den groſsen Cylinder, wenn das Volumen der
schädlichen Räume zu 0cbm,2 angenommen wird,
\frac{1,545^2\,.\,\pi}{4}\,.\,1,1=2,0614
eine Gesammt-Expansion von
\frac{2,0614-0,2}{0,0109}=17,07.
Die Maschine mit dreifacher Expansion würde deshalb bei demselben Durchmesser des
groſsen Cylinders von 1m,545, einem Kolbenhub von
1m,100, einer Gesammt-Expansion von 17,07 eine
Dampfspannung im Cylinder von 10k vorausgesetzt,
nur \frac{0,937}{1,208}=0^k,775 Kohle für und Stunde
erfordern.
Freytag.