Titel: | Polytechnische Rundschau. |
Autor: | Rich. Müller |
Fundstelle: | Band 329, Jahrgang 1914, S. 280 |
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Polytechnische Rundschau.
Polytechnische Rundschau
Die Erörterung über die Benennung der spezifischen
Flüssigkeitsdrücke, über die in Heft 42 des vorigen Jahrganges berichtet
wurde, ist in Heft 20, 22 und 24 der „Turbine“ inzwischen fortgesetzt worden
durch Aeußerungen von Prof. Prandtl-Göttingen, Professor
Prásil-Zürich, Prof. Novák
– Prag, Prof. Escher-Zürich, Prof. Budau-Wien und eine Gegenäußerung von Dr.-Ing. Löwy-Budapest.
Prof. Prandtl stimmt Dr. Löwy
darin zu, daß dem Rechnen mit Höhen statt mit Drücken vom akademischen Standpunkt
aus der Vorzug zu geben sei. Für die „Regeln“ wären indessen die
Anforderungen der Praxis maßgebend gewesen.
Unmittelbar gemessen werden immer nur Drücke, die Höhen können erst mittels des
Raumgewichtes errechnet werden, was bei Gasen zu unbequemen und überflüssigen
Komplikationen führt. Auch die an sich richtige Berücksichtigung der Ein- und
Austrittgeschwindigkeit ist für die Praxis nicht erforderlich; die von Dr. Löwy angegriffene Berechnungsweise der „Regeln“
ist eine Näherungsformel, die bei den tatsächlich vorkommenden Geschwindigkeiten
genügt.
Für die Druckbenennungen schlägt Prandtl vor, um die von
Löwy angeführten Mißverständlichkeiten zu umgehen,
entsprechend den drei Höhen „Ortshöhe, Geschwindigkeitshöhe, Stauhöhe“ die
drei Drücke „statischen Druck, Geschwindigkeitsdruck, Staudruck“ zu
nennen.
Demgegenüber macht Löwy geltend, daß die von ihm
gewünschte genauere Darstellung der Leistung,
L=\frac{p_1}{\gamma_1}\,l\,n\,\frac{p_2}{p_1}\,\left(\frac{{w_2}^2}{2\,g}-\frac{{w_1}^2}{2\,g}\right),
die Energieübertragung namentlich durch das Glied
\frac{{w_2}^2}{2\,g}-\frac{{w_1}^2}{2\,g} besonders deutlich
zum Ausdruck bringt, und daß man auf diese Deutlichkeit auch dann nicht verzichten
sollte, wenn die Praxis mit einer anderen, nicht so übersichtlichen und überdies
nicht wesentlich einfacheren Rechnungsweise auskommt.
Weiter schlägt Prof. Budau vor – wie Referent glaubt, sehr
zweckmäßig –, zur Klärung der Begriffe eine Vereinfachung vorzunehmen und jene
„Drücke“ überhaupt nicht als Drücke zu bezeichnen, die entstehen, wenn
die kinetische Energie einer in Bewegung befindlichen Flüssigkeit in potentielle
Energie umgesetzt wird. „Es soll ja doch“, sagt er, „der in einer ruhenden
oder strömenden Flüssigkeit in jedem Punkte herrschende Flüssigkeitsdruck eine
passende Benennung erhalten, und es ist doch dabei unnötig, daß eine
Eigenschaft, die einer Flüssigkeitspartie innewohnt, nämlich unter bestimmten
Bedingungen einen Mehrdruck anzunehmen, auch als Druck bezeichnet wird“. Der
Wert \frac{c^2}{2\,g} soll Geschwindigkeitsdruck (bzw.
Geschwindigkeitshöhe) nur dann heißen, wenn es sich nicht um den Druck in der
strömenden Flüssigkeit, sondern um den Druck oder Mehrdruck vor einem Hindernis
handelt (Staudruck).
Endlich betont Budau, daß die vorgeschlagene Benennung
Gesamtdruck für die Summe aus Druck- und Geschwindigkeitshöhe nicht zweckmäßig ist,
da dieser Gesamtdruck in strömenden Flüssigkeiten überhaupt nicht vorhanden ist. Aus
der Gesamtenergie der Flüssigkeit kann wohl ein ideeller Druck errechnet werden, der
dieser Gesamtenergie entspricht, oder umgekehrt aus gemessenen Drücken die
Gesamtenergie bestimmt werden. In der Flüssigkeit aber ist ein solcher Gesamtdruck
nicht vorhanden. Budau schlägt deshalb dafür die
Bezeichnung „Meßdruck“ vor.
Dipl.-Ing. W. Speiser.
–––––
Die Brinellsche Kugeldruckprobe zur Bestimmung der Härte und
der Zugfestigkeit. Bei dem Brinellschen
Härtemesser wird die Härte eines Materials aus der Größe des Eindruckes bestimmt,
den eine mit einer bestimmten Kraft gegen das Material gepreßte gehärtete Stahlkugel
hinterläßt. Diese Kraft entspricht bei einem Kugeldruckmesser von gewöhnlich 10 mm
für die Untersuchung von Stahl und Eisen einer Belastung von 3000 kg, für weichere
Metalle von 500 kg, und wird durch eine kleine Oelpumpe auf hydraulischem Wege
erzeugt. Der Durchmesser des Eindruckes wird mit Hilfe eines, mit einer Ableseskala
versehenen Mikroskopes auf 0,1 mm genau ermittelt und daraus die sogenannte
Härtezahl H nach folgender Formel berechnet:
H=\frac{3000}{\frac{\pi\,.\,D}{2}\,.\,(D-\sqrt{D^2-d^2})}.
Hierbei bedeuten D den
Kugeldurchmesser (10 mm), d den Durchmesser des
Eindruckes. Für beispielsweise d = 4,7 würde sich also
eine Ziffer H = 163 ergeben. Die Härtezahlen sind
jedoch nichts weiter als empirisch bestätigte Vergleichswerte.
Nun besteht ja eine gewisse Beziehung zwischen der Härte und der Zugfestigkeit. Es
wurde daher schon von Brinell selbst der Vorschlag
gemacht, mittels geeigneter Koeffizienten aus der Härteziffer die Zugfestigkeit
abzuleiten. Gegenüber den Unbequemlichkeiten der üblichen Zerreißproben wäre dies
zweifellos ein sehr vorteilhafter Weg, um so mehr, als dann auch derartige
Festigkeitsproben sehr leicht an fertigen Gegenständen ohne nennenswerte
Beschädigung vorgenommen werden könnten.
Der durch praktische Versuche ermittelte Koeffizient besitzt jedoch nur eine für
Annäherungswerte ausreichende Genauigkeit, für härtere Stahlsorten von 250 Brinell-Einheiten aufwärts konnte ein brauchbarer Wert
überhaupt nicht angegeben werden. Im übrigen ist die Formel jedoch recht
einfach:
Zugfestigkeit in t/Quadratzoll
=\frac{H}{4,3}.
Es erscheint aber doch nicht ausgeschlossen, daß durch eine geeignete Umwandlung der
Brinell-Formel ein genauerer und allgemein gültiger Koeffizient
abgeleitet werden kann. Kennt man von einer Zerreißprobe her die Zugfestigkeit eines
bestimmten Materials und die dazu gehörige Brinell-Härte,
so bietet die Kugeldruckprobe ein äußerst bequemes und auch genügend zuverlässiges
Kontrollmittel, sowohl auf Härte, als auch auf Zugfestigkeit. [Zeitschr. f. prakt.
Maschinenbau 1914, S. 232.]
Rich. Müller
–––––
Ein neuer interessanter Schiffs-Wasserrohrkessel ist im
„Engineering“ vom 6. Februar 1914 veröffentlicht. Auf dem Gebiete der
Wasserrohrkessel vermögen die Kesselfirmen Japans nicht mit eingeführten Fabrikaten
zu konkurrieren. Abgesehen von der besseren Ausführung liegen die Schwierigkeiten,
mit denen die japanischen Kesselfirmen zu kämpfen haben, besonders darin, daß das
Kesselmaterial selbst noch von auswärts bezogen werden muß, und daß sich bei der
geringen Nachfrage die Aufstapelung von Material und die Anschaffung von
Spezial-Bearbeitungsmaschinen nicht lohnen. Diese Verhältnisse führten zu der
Konstruktion des in Abb. 1 dargestellten, einfachen
Wasserrohrkessels, welcher mit den vorhandenen Maschinen und wenig geschulten
Arbeitern hergestellt werden kann und auch in bezug auf das Material keine
besonderen Ansprüche stellt.
Textabbildung Bd. 329, S. 281
Abb. 1.
Textabbildung Bd. 329, S. 281
Abb. 2.
Der Kessel ist aus einzelnen Gruppen von geraden, gleichlangen, gezogenen
Wasserrohren zusammengebaut (19 Stück von 89 mm ⌀, oder 37 Stück von 63,5 mm ⌀),
deren Enden in die kugelförmigen Böden von zylindrischen Wasserkammern eingewalzt
sind. Den Rohren gegenüber sind Mannlöcher vorgesehen, durch welche die Rohre gerade
oder etwas geneigt herausgezogen werden können. Die einzelnen Wasserkammern sind
durch vier bis acht kurze eingewalzte Rohrstücke von 101,6 mm ⌀ miteinander
verbunden und zu diesem Zweck mit hydraulisch gepreßten Stücken nach Abb. 2 versehen, welche gleichzeitig eine gute
Lagerung gewährleisten. Es fehlen also sowohl Nieten als auch Stehbolzen. Bei
der Wasserdruckprobe wurde der Kessel aufgehängt und starken Stößen ausgesetzt,
wobei sich keine Ueberanstrengung des Materials zeigte.
Zum Vergleich sind die Daten eines gewöhnlichen schottischen Zylinderkessels und
dieses Wasserrohrkessels von demselben Raumbedarf angegeben:
Schottischerylinderkessel3734 × 3048
mm2 Flammrohre
Wasserrohr-kessel, 444 Rohre63,5 mm
Durchm.2133 mm lang
Heizfläche m2
128
227
Rostfläche m2
3,84
5,5
Kesseldruck kg/cm2
12,5
14,0
Kesselgewicht t
34,5
38,0
Wassergewicht t
13,0
8,0
Gesamtgewicht t
47,5
46,0
Materialkosten Yen
5,591
6,310
Lohnkosten Yen
8,550
9,500
Gesamtkosten Yen
14,141
15,810
Indizierte Pferdestärken
600
1130
Dr.-Ing. Steuer.
–––––
Der Straßen- und Feuerlösch-Hydrant. Der Hydrant
vermittelt den Anschluß des Schlauches an die Druckwasserleitung und ist daher
insbesondere für das Feuerlöschwesen von größter Bedeutung. Nach der Bauweise
unterscheidet man Unterflur- und Ueberflurhydranten. Bei ersteren liegt der
Wassergeber vollständig unter der Erde und ist zu seinem Schutz mit einer
Straßenkappe verdeckt. Die letztgenannte Art zeigt hingegen einen über den Boden
ragenden Ständer, der die Anschlußstutzen für die Schläuche trägt. Sie hat
unzweifelhaft bei Dunkelheit, Schnee und Eis infolge ihrer größeren Sichtbarkeit und
leichteren Zugänglichkeit den Vorzug und findet daher, sofern es die
Verkehrsverhältnisse irgend gestatten, Verwendung. Eine andere Einteilung der
Hydranten beruht auf der Art der Entwässerung der Rohre zum Schutz gegen Einfrieren.
Man findet Entleerung durch ein Auslaßventil, das sich bei Ingebrauchnahme
selbsttätig schließt, nach dem Gebrauch aber öffnet und das Wasser aus dem
Schachtrohr auf den Erdboden fließen läßt. Demgegenüber steht die Entwässerung
mittels einer Handpumpe oder durch ein von der Hand bedientes Auslaßventil. Die
erst- und letztgenannte Art der Entleerung hat zur Voraussetzung, daß der Boden für
das ablaufende Wasser genügend durchlässig ist. Bei dem kombinierten System findet
sich das selbsttätige und das zu bedienende Ventil. Man erreicht, indem man das
letztere abstellt, daß außerhalb der Frostzeit eine Entwässerung nicht stattfindet,
was besonders bei wenig durchlässigem Boden vorteilhaft ist. Auf dem Gebiet des
Hydrantenbaues ist die Firma Bopp & Reuther, Mannheim-Waldhof, seit 40 Jahren in
hervorragender Weise tätig. Ihre Ausführungen zeichnen sich durch einfache Bauart
und Bedienung, dichten Ventilschluß sowie reichliche Wasserabgabe und schnelle
Entwässerung infolge genügend weiter Durchflußquerschnitte aus. Da die Hydranten als
Spezialfabrikat behandelt werden, ergibt sich sofortige Auswechselbarkeit der
Einzelteile. Insbesondere sei auf den „Ventilschutz“ hingewiesen, der ein
Eindringen von Fremdkörpern zwischen den Ventilsitzflächen vermeidet. Durch Reuthers
„Vollschutz“ wird restlose Entwässerung und erhöhte Sicherheit gegen Bildung
von Fäulniswasser und Einfrieren erreicht. Bei den Ueberflurhydranten der genannten
Firma hebt auch der Bruch der Säule den Ventilschluß nicht auf, und die Verwendung
eines Helmaufsatzes gewährleistet für die Schlauchanschlüsse schnelle und leichte
Handhabung. Auch hat man die Möglichkeit, beim Hydranten mit Ventilkopf die
Anschlußstutzen einzeln, d.h. unabhängig vom Hydrantenventil, abzusperren. In einer
von Bopp & Reuther
herausgegebenen Broschüre, die Interessenten kostenlos übersandt wird, findet sich
eine übersichtliche Zusammenstellung dieser technischen Einzelheiten.
Schmolke.
–––––
Textabbildung Bd. 329, S. 282
Abb. 1. Temperatur der Ofenoberfläche F°
Isolierung von Oefen in technischen Betrieben. Obgleich
man schon seit langer Zeit Kessel- und Dampfrohre mit Isoliermaterial bekleidet, um
Wärmeverluste zu verhüten, ist doch die Ansicht vorherrschend, daß bei Oefen das
Futter aus feuerfesten Steinen für den genannten Zweck genüge. Diese Anschauung ist
eine irrige. In Abb. 1 ist als Abszisse die
Temperatur der Ofenoberfläche in F° eingetragen,
während die Ordinate die durch Versuche festgestellte Ausstrahlung in WE pro Stunde
und Quadratfuß bei einer Luftwärme von 70° F darstellt. Durch Benutzung der in der
Abbildung angegebenen Werte kann man feststellen, daß bei einem Schweißofen von 330
Quadratfuß Seitenfläche mit einer Temperatur von 300° F und 100 Quadratfuß
Deckenfläche mit einer Temperatur von 390° F ein Wärmeverlust von 341000 WE in
der Stunde zu verzeichnen war. Er entspricht einem Aufwand von 1800 M im Jahre für
nutzlos vergeudete Wärme, sofern man eine Betriebsdauer von 300 Tagen mit je 24
Arbeitsstunden annimmt. An einem Zementringofen, bei dem die Durchschnittstemperatur
der 2830 Quadratfuß großen Oberfläche 280° F betrug, wurde eine Ausstrahlung von
1726300 WE in der Stunde festgestellt, innerhalb von 24 Stunden verbrannten somit 2
½ t Kohlen nutzlos. Schon 1905 wurde in der Faraday-Gesellschaft die Ansicht laut, daß die Verwendung von
Isoliermaterial auch bei Oefen von Nutzen sein müsse. Versuche von F. A. J. Fitz Gerald lieferten den Beweis für die günstige Wirkung
einer Umkleidung. Abb. 2 zeigt in anschaulicher
Weise das Ergebnis seiner Untersuchungen. Man erkennt, daß der nicht isolierte Ofen
(Kurve A) etwa doppelt so viel Wärmeeinheiten verlor
wie der bekleidete (Kurve B), somit eine Ersparnis von 50 v. H. erzielt werden kann. Bei dem oben
erwähnten Schweißofen würde dies einen Gewinn von 900 M im Jahre bedeuten, während
die Kosten einer Isolierung mit Schlackenwolle nur etwa 672 M betrügen. Da die
Umkleidung eine Lebensdauer von mehreren Jahren aufweist, würde man im ersten Jahr
220 M, in einer Reihe weiterer je 900 M ersparen. Dabei wäre auch für den Arbeiter
der Aufenthalt in der Nähe des Ofens infolge der niedrigeren Temperatur
erträglicher. Die Verwendung von Kieselgur anstatt der Schlackenwolle würde nicht
höhere Kosten verursachen. Die Vorteile der Ofenumkleidung dürften daher
einleuchtend sein. [Chas. R. Darling in Rauch und Staub 1914 Nr. 4.]
Schmolke.
Textabbildung Bd. 329, S. 282
Abb. 2. Temperatur im Ofeninnern F°
–––––
Sicherheitsvorrichtung für Warmwasserheizungen. Ueber
dieses gegenwärtig viel behandelte Thema sprach in der Freien Vereinigung Berliner
Heizungs-Ingenieure Stadtbauinspektor Karl Schmidt,
Dresden, und führte etwa folgendes aus:
Die bekannten Sicherheitsvorrichtungen für Warmwasserheizungen werden eingeteilt in
solche, die nur in Wirksamkeit treten, wenn Kesselvor- und Rücklaufschieber
geschlossen sind, während Feuer im Kessel ist, und solche, die dann in Wirksamkeit
treten, wenn außer im Kessel irgendwo im System eine Betriebsstörung Veranlassung zur
Drucksteigerung oder zur Bildung von Wasserschlägen gibt. Zum Nachweis der letzten
Behauptung werden einige in der Praxis beobachtete Betriebsstörungen, die zur
Bildung von Wasserschlägen Veranlassung gaben, besprochen.
Dann wird eine Sicherheitsvorrichtung beschrieben, die darauf beruht, daß bei
Eintritt einer Hemmung des Wasserumlaufs ein zweites Schnellumlaufsystem sich
selbsttätig einschaltet und die im Kessel angestaute Wärme abführt.
Die Wirkungsweise der Sicherheitsvorrichtung wird an Hand von praktisch
durchgeführten Versuchen erläutert.
Diese Versuche sind zuerst an einem und dann an einer Gruppe von zwei Kesseln unter
allen in der Praxis erdenklichen Störungsmöglichkeiten durchgeführt worden, und
dabei haben die Sicherheitsvorrichtungen stets sicher und geräuschlos die im Kessel
angestaute Wärme abgeführt.
Zum Schluß wird die Sicherung der Vorrichtung gegen Frostgefahr unter Verwendung von
Schoferkaminformsteinen und die für Sicherheitsvorrichtungen eigens
durchkonstruierten Dreiweghähne eingehend besprochen.
Die zur Betätigung der Sicherheitsvorrichtung bei mehreren Kesseln erforderlichen
Dreiweghähne (Bauart von Staeding & Meysel) wurden im
Modell vor, geführt.
In der Aussprache fragte ein Redner nach Unfällen, welche durch mangelhafte
Sicherheitseinrichtungen hervorgerufen seien. Der Vortragende schilderte hierauf
ausführlich die Explosion eines Kessels einer Pumpenwarmwasserheizung, bei welcher
sich das angewandte Sicherheitsventil nicht geöffnet hatte, und diese Mitteilung
wurde durch einen anderen Redner ergänzt durch die Schilderung von einem Unfall, bei
welchem ein Kessel von 18 m2 Heizfläche mit einem
32 mm starken Rückschlagventil derart gesichert war, daß schon bei 125°
Wassertemperatur die ganzen Rohre verbogen wurden.
Die Montage der Rohre in geheizte Kanäle, nach welcher ein Redner fragte, ist in dem
Dresdener Rathause durch Einschieben von dem oberen Ende her vorgenommen worden.
Werden aber Schofer-Formsteine schon im Neubau ausgeführt, so können die Rohre
leicht mit dem Schornstein in die Höhe geführt werden, und bei dem Rohbau müßten
dann nur die entsprechenden Aussparungen im Mauerwerk vorgesehen werden. Ein anderer
Redner erkannte die Vorteile der Verwendung solcher Formsteine voll an und hob
besonders hervor, daß ihre Verwendung es mit Leichtigkeit gestattet, jedem Kessel
einer Anlage einen besonderen. Schornstein zu geben, dessen Größe dem wirklichen
Erfordernis entspricht, während bei Verwendung eines einzigen Sohornsteines für
beispielsweise drei oder noch mehr Kessel bei Beheizung nur einer einzigen oder
weniger Einheiten der Querschnitt viel zu reichlich und daher unzweckmäßig ist.
Auf eine Bemerkung im Vortrage, daß der Druck in den Warmwasserheizungsanlagen nicht
höher steigen solle als 0,5 at, wies ein Redner auf die Aussprache im Anschluß
an den Vortrag des Ingenieur Saupe hin, welcher in dem
von der F. V. B. H. I. herausgegebenen und den Mitgliedern bereits zugestellten
Büchlein „Vorträge und Aussprachen, Januar 1911 bis Juni 1913“ enthalten ist.
Danach wurde von dem Ausschuß, welchen der preußische Minister der öffentlichen
Arbeiten eingesetzt hat, verlangt, daß bei dem Arbeiten einer Sicherheitsvorrichtung
der Druck in der Anlage um nicht mehr als 0,5 at steigen dürfe. Der Redner fragte
weiter an, ob in der Geräuschlosigkeit beim Arbeiten denn wirklich ein Vorteil
liege. Eine Sicherheitsvorrichtung trete doch nur bei Bedienungsfehlern in
Tätigkeit, und Fehler sollen nicht unbemerkt bleiben.
Der Vortragende hält eine Lärmerzeugung, wie sie z.B. durch das Ueberkochen eines
Ausdehnungsgefäßes ohne Rücklauf hervorgerufen werde, für überflüssig, da die
Bewohner des Hauses dadurch beunruhigt würden, und unkontrollierbare Wasserschläge
Leitungen und Kessel stark beanspruchen. Auch ohne Eingreifen des
Bedienungspersonals muß die vorgeschlagene Einrichtung die Anlage unter allen
Umständen sichern. Die Anordnung von Pumpen im Vorlauf, nach welcher ein Redner
gefragt hatte, wäre auf den Gang der Anlage ohne jeden nachteiligen Einfluß. Es
können heute Pumpen für jede beliebige Temperatur geliefert werden, wenn nur das
Wasser den Pumpen unter Druck zufließt.
Auf eine Anfrage nach den zweckmäßigen Abmessungen der Rohre gab der Vortragende an,
daß man überreichliche Sicherheit habe, wenn man die Rohre als Dampfleitungen für
die Höchstleistung des Kessels und bei einem Förderdruck gleich dem statischen Druck
der Anlage berechnet. Diese Rechnung ergäbe bei 30 m Höhe und 1200000 WE
Kesselleistung ein Rohr von 70 mm l. W., tatsachlich hätte aber schon ein Rohr von
50 mm l. W., also weniger als ¾ des berechneten Durchmessers völlig genügt.
–––––
Versuche über den Einfluß der Kompression und der Oberflächen
im Dampfzylinder, an denen der Wärmeaustausch sich vollzieht, auf den
Arbeitsvorgang sind an einer Einzylinder-Sattdampfmaschine im Ingenieurlaboratorium
der Kgl. Technischen Hochschule Stuttgart gemacht worden, die sich von bisherigen
Versuchen dadurch unterscheiden, daß die Oberflächen für den Wärmeaustausch
verschieden groß gehalten werden konnten. Die Maschine besitzt eine Vorrichtung, die
auch während des Ganges den Hub zu verkleinern gestattet, der frei werdende Raum
wurde mit Eisenstücken und gelochten Blechen ausgefüllt, deren Gesamtgewicht so
bestimmt war, daß auf Kolben- und Deckelseite der gleiche schädliche Raum entstand.
Bei allen Versuchen wurde der Druck im Einlaß und Auslaß, die Füllung und Umlaufzahl
konstant gehalten. Bei jeder Stufe der Oberflächen wurden Versuchsreihen mit Mantel-
und Deckelheizung, sowie ohne Heizung bei 1, 12, 25 und 50 v. H. Kompressionsgraden
durchgeführt. Der Dampfverbrauch wurde doppelt, durch Bestimmung der zugeführten
Dampfmenge und Wägung des Kondensats ermittelt.
Die Versuche führten zu folgenden Ergebnissen:
1. Der Verlauf der Kurve, welche den gemessenen Dampfverbrauch bei unveränderter
Füllung in Abhängigkeit vom Kompressionsgrade darstellt, ist in allen Fällen so
flach, daß Abweichungen vom günstigsten Kompressionsgrad in ziemlich weiten Grenzen
eine wesentliche, wirtschaftlich in Betracht kommende Verschlechterung des
Dampfverbrauchs nicht zur Folge haben. Im vorliegenden Fall liegt bei den Versuchen
geringen Dampfverbrauchs der günstigste Kompressionsgrad bei 25 v. H. bei denen
hohen Dampfverbrauches bei ~ 10 v. H. Der günstigste Dampfverbrauch liegt ungefähr
bei dem Kompressionsgrad, wo Kompresionsendtemperatur und Wandtemperatur gleich
sind. Indessen erscheint trotzdem der Wärmeaustausch zwischen Kompressionsdampf und
Wand als nicht ausschlaggebend für den Einfluß des Kompressionsgrades auf den
Dampfverbrauch, zum mindesten bei den Graden, die unter den vorliegenden
Verhältnissen für wirtschaftlichen Betrieb in Frage kommen, wie auch die
Eintrittskondensation von diesen letzteren unabhängig erscheint. Die Aenderung des
Kompressionsgrades beeinflußt bei sonst gleichen Verhältnissen wesentlich nur den
Verlust durch schädlichen Raum, ein Einfluß, der sich auf Grund dieses Ergebnisses
rechnerisch verfolgen läßt, und zwar ist der Verlauf der Kurven des Dampfverbrauchs
in Abhängigkeit vom Kompressionsgrad bedingt durch den Gütegrad, d. i. das
Verhältnis des Dampfverbrauchs des wirklichen Prozesses zu dem des durch die
„Normen“ festgelegten Vergleichprozesses: Der günstigste Kompressionsgrad
wird mit sinkendem Gütegrad kleiner, hoher Kompressionsgrad erscheint günstig bei
Maschinen mit hohem Gütegrad, um so weniger günstig, je kleiner dieser wird.
2. Die Wirkung der künstlichen Oberflächen, bei denen wegen ihrer mittleren Wandtiefe
von 0,6 mm die Wärmeaufnahmefähigkeit als geringer als bei den ursprünglichen
Wandungen berücksichtigt werden muß, ist bezüglich Dampfverbrauch und
Eintrittskondensation ihrer Größe proportional. Die Wirkung erscheint unterhalb
einer gewissen Wandtiefe von dieser abhängig, da durch die Eindringungstiefe die
Möglichkeit ungehinderter Ausbildung der Wärmeschwingung beeinflußt wird.
Das Verhältnis der Wirkung der zusätzlichen Flächen zu den ursprünglichen beträgt
hinsichtlich des Dampfverbrauchs pro PSi und Std.
rund ⅓, hinsichtlich der Eintrittskondensation rund
½.
Die Berechnung des Mittelwertes der Wärmeübergangszahl auf Grund der Versuchswerte
ergibt den hohen Wert von 40000 WE pro Std. bei 1° Temperaturunterschied und 1 m2, doch dürfte sich eine Anwendung dieses Wertes
in der Praxis nur bei Anlagen empfehlen, deren Verhältnisse denen der
Versuchsmaschine angenähert gleichen (trockner Eintritt des Sattdampfes, Dichtigkeit
aller Abschlußorgane usw.).
3. Die kalorimetrische Untersuchung der Versuchsergebnisse zeigt natürlich bei
Betrieb ohne Heizung größere Eintrittskondensation und geringere Wärmezufuhr in
der Expansionsperiode als mit Heizung. Ferner ergibt sie folgende Werte für die
Wärmeabgabe des Zylinders durch Strahlung und Leitung
19300 WE mit Heizung,
16500 WE mit Heizung bei stillstehender Maschine,
12300 WE ohne Heizung,
(wobei sich der Unterschied zwischen den beiden oberen Werten,
durch Kühlwirkung der bewegten Teile erklärt), oder: 5 v. H. der an der Maschine
verfügbaren Energie bei Betrieb mit Heizung und 3 v. H. bei Betrieb ohne
Heizung.
Unter Zuhilfenahme des Mollierschen JS-Diagramms läßt sich
schließlich noch die Größe des Restdampfgewichtes d.h. des nach Abschluß des
Auslaßorgans im Zylinder verbleibenden Kompressionsdampfes mit Annäherung für alle
Fälle bestimmen, bei denen die Kompressionsendtemperatur die Wandtemperatur erreicht
oder überschreitet. Hierzu sind die mittleren Wandtemperaturen mit Thermoelementen
gemessen, und der Temperaturausschlag an der Oberfläche geschätzt. Die Annahme, daß
der Dampf im Endpunkte der Kompression trocken gesättigt ist, dürfte mittleren
Verhältnissen entsprechen. [E. Heinrich, Z. d. V. d. I.
1914.]
H. Wolff.
–––––
Sicherheitsvorrichtung zur Verhütung von
Kupolofenexplosionen. Im Kupolofenbetriebe sind Explosionen nichts
seltenes. Wenn sie auch meist, ohne größeren Schaden anzurichten, verlaufen, so sind
doch schon wiederholt lebensgefährliche Verletzungen der Ofenmannschaft vorgekommen.
D. p. J. berichtete in Heft 36, Jahrgang 1913, über einen derartigen Fall. Die
Ursache liegt fast immer darin, daß bei einer zufälligen oder bei einer
betriebsmäßig vorkommenden Abstellung des Gebläses Kohlenoxydgas aus dem Ofen in die
Windleitung übertritt. Beim Wiederanstellen des Gebläses bildet sich ein explosibles
Gasluftgemisch, das sich am glühenden Ofeninhalt entzündet. Um dieses Zurücktreten
des Kohlenoxydgases zu verhindern, müssen schon jetzt die Windleitungen dicht am
Ofen mit einer Drosselklappe versehen sein, die vorschriftsgemäß beim Ausbleiben des
Windes zu schließen sind. Ferner sollen zugleich die äußeren Verschlüsse der
Winddüsen geöffnet, und der Ofen so unmittelbar mit der Außenluft verbunden werden.
Die Düsen dürfen auch dann erst wieder geschlossen werden, wenn das Gebläse schon
eine Zeitlang ordnungsgemäß gearbeitet hat.
Die genannten Vorkehrungen bieten wohl hinreichende Sicherheit, wenn man sich
unbedingt auf die Einhaltung der Vorschriften durch das Bedienungspersonal verlassen
könnte. Erfahrungsgemäß ist dies aber nicht der Fall; deshalb schlägt S. Oswald (Stahl und Eisen 26. Febr. 1914) vor, ein
selbsttätig arbeitendes Ventil wie in der Abbildung dargestellt, zu verwenden, und
zwar der vollkommeneren Sicherheit wegen mindestens zwei Stück für jeden Ofen.
Die Ventile werden in der Gegend der untersten Düsen am Ofen angebracht; ein grobes Sieb im
Verbindungsstutzen hindert den Durchgang größerer Stücke der Beschickung. Das Ventil
ist ein federbelastetes, kombiniertes Saug-Druckventil. Der Teller des (unteren)
Saugventils wird durch die Feder geöffnet gehalten, wobei diese so eingestellt ist,
daß das Ventil sich erst bei einem Winddruck im Ofen von 200 mm WS schließt. Das
(obere) Druckventil wird durch die Feder im Bereich des normalen Winddruckes
geschlossen gehalten; bei dessen Ueberschreitung aus irgend welchen Gründen kann der
Ueberdruck sich auf diesem Wege ausgleichen. Bei abgestelltem Gebläse ist somit
bedingungsgemäß der Ofen unmittelbar mit der Außenluft verbunden, und bleibt es auch
so lange, bis der Winddruck die betriebsmäßige untere Grenze von 200 mm erreicht
hat. Alsdann erst schließt es sich.
Textabbildung Bd. 329, S. 285
Somit ist die Funktion des Ventils vollkommen klar. Anderseits ist jedoch nicht ohne
weiteres ersichtlich, wie es in dieser Form mit Sicherheit verhindern soll, daß Gas
in die Windleitung zurücktritt. Will man von dem Bedienungsmann einer entsprechenden
Drosselklappe unabhängig sein, so müßte auch an der Eintrittstelle der Windleitung
ein sich selbsttätig schließendes Ventil angeordnet werden. Dieses vorausgesetzt,
würde das Ventil den gedachten Zweck gut erfüllen.
Rich. Müller.
–––––
Das Gruben-Rettungswesen in der Oberschlesischen
Montan-Industrie. (Bergassessor Woltersdorf,
Direktor der Oberschlesischen Zentralstelle für Gruben-Rettungswesen in Beuthen in
Bd. II der Festschrift zum 12. Allgemeinen Deutschen Bergmannstag in Breslau 1913.)
Erst mit dem Dräger-Apparat 1903 war dem Bergmann ein
brauchbarer Rettungsapparat in die Hand gegeben. Als Modell 1904/09 wird der Dräger-Apparat jetzt fast ausschließlich in Oberschlesien
verwendet. Während anfangs die einzelnen Werke ihr Gruben-Rettungswesen selbständig
ausgestalteten, erkannte man bald, daß eine gewisse Zentralisation nötig sein
würde. Deshalb wurde im Jahre 1908 seitens der Sektion VI der
Knappschafts-Berufsgenossenschaft die Zentralstelle für Gruben-Rettungswesen in
Beuthen ins Leben gerufen. Diese Zentralstelle bezweckt die einheitliche Ausbildung
und Ausrüstung der oberschlesischen Rettungsleute. Sie soll alle Neuerungen auf dem
Gebiete des Gruben-Rettungswesens und der Unfallverhütung im Bergbau praktisch
erproben und durch Revisionen der Rettungslager auf den einzelnen Gruben für deren
stete Schlagfertigkeit sorgen. Im Falle eines größeren Unglücks kann das
Rettungslager der Zentralstelle zur Hilfe herangezogen werden. Im
Gruben-Rettungswesen sind ausgebildet: 539 Beamte, 559 Aufseher, 2163 Bergleute;
hinzutreten noch 598 Berufs-Feuerwehrleute und 329 freiwillige Feuerwehrleute. Das
Uebungshaus auf der Zentralstelle hat 250 m Streckenlänge und bringt alle
Verhältnisse der oberschlesischen Grubenbaue zur Darstellung. Es kann mit einem
Rauchofen stark verqualmt, und durch Dampfheizung auf eine Temperatur von 50° C
gebracht werden. In ähnlicher Weise sind die kleineren Uebungshäuser auf den Werken
eingerichtet. Für die Zusammensetzung, Ausrüstung und Verwendung der
Gruben-Rettungsleute sind seitens der Zentralstelle eingehende Regeln für Führer und
Mannschaften der Grubenwehr aufgestellt worden, bezüglich deren an dieser Stelle auf
die Abhandlung selbst verwiesen sei. Die Werkstätten der Zentralstelle verfügen über
besonders ausgebildetes Personal und sind mit modernen Werkzeugmaschinen
ausgerüstet; dadurch wird erreicht, daß die Anstalt und die Werke des Bezirks von
anderen Reparaturwerkstätten unabhängig sind. An Laboratorien sind vorhanden: ein
gasanalytisches Laboratorium zur Untersuchung von Grubenwettern, wofür eine
besondere sehr genaue Methode ausgearbeitet wurde; ein Laboratorium zur Untersuchung
von Kohle und ein Sprengstofflaboratorium, das auf der Versuchsstreckenanlage
untergebracht ist. Die große Versuchsstrecke hat elliptischen Querschnitt mit
folgenden Abmessungen: Länge 23,5 m, Querschnitt 3,68 m2, Inhalt der Gaskammer 1100 1; sie dient zur Untersuchung von
Sprengstoffen inbezug auf ihr Verhalten gegen Schlagwetter und Kohlenstaub. Das
hierzu nötige Methan wird in einer besonderen Anlage nach einer der Anstalt
eigentümlichen Methode aus Oelgas hergestellt. Die Sprengstoffe werden ferner
untersucht auf Wirkung, Verhalten gegen Schlag und Stoß, Detonationsgeschwindigkeit,
Flammenlänge und -dauer, chemische Zusammensetzung, Zusammensetzung der
Nachschwaden. Auf der Versuchsstrecke befindet sich endlich auch eine kleine
meteorologische Station.
Schorrig.
–––––
Herstellung von Spanbrechernuten an Fräsern. Breitere
Fräser werden jetzt nur noch mit Spanbrechernuten ausgeführt. Die Nuten unterteilen
die Schneide eines Zahnes der Länge nach in mehrere Einzelschneiden, mit der
Wirkung, daß der Fräser nicht mehr einen breiten zusammenhängenden Span zu schneiden
hat, sondern die Zerspanungsarbeit in vielen kurzen Spänen leistet. Der Erfolg ist ein ruhiger und
sauberer Schnitt, ferner kann zum Schruppen ein bedeutend stärkerer Span genommen
werden, bzw. ist beim Schlichten eine viel größere Schnittgeschwindigkeit zulässig,
ohne daß das gefürchtete Rattern der Maschine auftritt.
Die Spannuten sind in den aufeinanderfolgenden Zähnen zweckmäßig um ⅓ der
Nutenteilung versetzt. G. W. GradwellZeitschrift für praktischen Maschinenbau, 7.
März 1914. stellt in einer Tabelle Daten günstiger
Abmessungen für Fräser von 25 bis 265 mm zusammen. Zusammenhängend damit wird
in genanntem Aufsatz eine Art Hinterdrehvorrichtung beschrieben, die in Verbindung
mit einer normalen Drehbank gestattet, die Spannuten in rationeller Weise
herzustellen, wenn es sich um einen größeren Bedarf an Fräsern handelt.
Rich. Müller.