Titel: | [Kleinere Mittheilungen.] |
Fundstelle: | Band 292, Jahrgang 1894, Miszellen, S. 71 |
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[Kleinere Mittheilungen.]
Kleinere Mittheilungen.
Zur Bemessung des Winddrucks.
Die Deutsche Bauzeitung schreibt S. 147 d.
Jahrgangs:
Die Verheerungen, welche der 6tägige Sturm im Februar 1894, namentlich der Orkan vom
12. Februar verursachte, und die Beobachtungen, welche über die Geschwindigkeiten
und Druckverhältnisse des Windes in dieser Sturmperiode von der Hamburger Seewarte
und an anderen Orten gemacht wurden, lassen es angezeigt erscheinen, die Frage
aufzuwerfen, in wie weit die bisherigen Annahmen über die Grösse des Winddruckes den
thatsächlichen Verhältnissen entsprechen. Nach einem Gutachten der Akademie des
Bauwesens vom 13. Juli 1889 genügt, abgesehen von besonders hohen und exponirten
Bauten, die Annahme eines Winddruckes von 125 k für 1 qm auf eine zur Windrichtung
senkrechte Fläche, während für eine geneigte Fläche dieser Druck mit dem Quadrat des
Sinus desjenigen Winkels zu multipliciren ist, welchen die Windrichtung mit der
Fläche bildet. Es wird in diesem Gutachten hervorgehoben, dass diese Annahme den
stärksten bisher im Binnenlande beobachteten Stürmen entspräche und dass nicht
bekannt geworden sei, dass unter Zugrundelegung dieser Zahl berechnete und richtig
construirte Bauten durch Winddruck umgestürzt oder zerstört worden seien. Ob bei dem
Februar-Sturme der Zusammenbruch verschiedener Thürme, Fabrikschornsteine u.s.w. nur
auf ungenügende Annahmen bezüglich der Höhe des Winddruckes oder auch auf andere
Umstände zurückzuführen ist, wird sich mit Sicherheit nur sehr schwer feststellen
lassen. Sicher ist dagegen, dass die Geschwindigkeiten des Windes, welche bei dem
Februar-Sturme beobachtet wurden, und die ausgeübten Pressungen die üblichen
Annahmen weit übersteigen. Nach Beobachtungen der Hamburger Seewarte, welche der Hamburgische Correspondent mittheilt, sind dort in den
einzelnen Windstössen Geschwindigkeiten von über 40 m in 1 Secunde und in längeren
Zeiträumen Geschwindigkeiten zwischen 36 und 40 m ermittelt worden. Die Druckmesser
zeigten mehrfach über 150 k Druck für 1 qm und es ist anzunehmen, dass die
Pressungen thatsächlich noch grösser waren, da die vorhandenen Apparate bei 150 k an
der Grenze ihrer Leistungsfähigkeit angelangt waren. Aehnliche Verhältnisse haben
auch im Binnenlande vorgelegen.
Steht hiernach fest, dass die üblichen Annahmen für die Grössen des Winddruckes
thatsächlich zu niedrig gegriffen sind, so besteht die Unklarheit bezüglich der
richtigen Bemessung desselben nach wie vor weiter fort. Die bisherigen unmittelbaren
Messungen des Winddruckes können als zuverlässig nicht angesehen werden, da sie
nicht in genügendem Umfange ausgeführt sind und da namentlich die bei kleinen
Versuchsflächen gefundenen Ergebnisse nicht ohne weiteres auf grössere Flächen
übertragen werden können. Es bleibt also vorläufig nichts übrig, als wie bisher die
Drucke aus der leichter zu messenden Geschwindigkeit zu berechnen. Aber hier fehlt
es dann wieder an genügenden Versuchen, aus denen mit Sicherheit das Verhältniss
zwischen Druck und Geschwindigkeit abgeleitet werden kann.
Bekanntlich berechnete man bisher den Druck des Windes auf eine zu seiner Richtung
senkrecht stehende Fläche aus der Geschwindigkeit nach der alten Weissbach'schen, von Hagen
verbesserten Formel
P=\zeta\,.\,\gamma\,.\,\frac{F\,.\,v^2}{2\,g}, wo γ das Gewicht von 1 cbm Luft in Kilogramm, F die vom Winde getroffene Fläche in Quadratmeter, v die Geschwindigkeit des Windes in Meter in 1 Secunde,
g die Beschleunigung der Schwere = 9,81 und ζ einen sogen. Erfahrungs-Coëfficienten bedeutet, der
nach Grösse und Gestalt der getroffenen Fläche zwischen 1,25 und 3 schwanken soll
und gewöhnlich zu 1,86 angenommen wird. Setzt man in dieser Formel ζ = 1,86; γ = 1,293 k (für
trockene Luft bei 0° und 760 mm Quecksilberdruck), so folgt P = 0,12248 v2. Bei 40 m Geschwindigkeit ergibt sich dann ein Druck von 196 k für 1 qm.
Die Richtigkeit dieser Formel wird neuerdings angezweifelt. Nach Versuchen von
Oberingenieur Friedrich Ritter von Lössl (Zeitschrift des österreichischen Ingenieur- und
Architektenvereins, 1881 S. 103 u. ff.) soll sich einfach ergeben
P=\gamma\,\frac{F\,.\,v^2}{g}, d.h. es würde im unbegrenzten
Raume dieselbe Formel gelten wie für den Stoss einer begrenzten Flüssigkeitssäule,
der Druck wäre unabhängig von der Gestalt der Fläche und der Druck auf die
Flächeneinheit für kleine oder grosse Flächen derselbe. Nach dieser Formel würden
sich für 40 m Geschwindigkeit sogar 211 k Druck für 1 qm ergeben.
Untersuchungen von anderer Seite haben es sogar zweifelhaft erscheinen lassen, ob das
alte Newton'sche Gesetz von der Proportionalität des
Druckes mit dem Quadrat der Geschwindigkeit thatsächlich richtig ist, oder ob nicht
vielmehr noch ein schnelleres Anwachsen vorhanden ist.
Jedenfalls aber steht fest, dass auch die Berechnung des Winddruckes aus der
Geschwindigkeit in der jetzt üblichen Weise unsicher ist und dass es demgemäss
überaus wünschenswerth wäre, wenn von berufener Seite durch Versuche in grossem
Maasstabe das thatsächliche Verhältniss zwischen Windgeschwindigkeit und Druck
festgestellt würde.
Herrscht, wie im Vorhergehenden ausgeführt, schon grosse Unsicherheit bezüglich des
Druckes, welchen der Wind auf eine normal zu seiner Richtung stehende Fläche ausübt,
so ist dies in noch erhöhtem Maasse der Fall für eine zur Windrichtung geneigte
Fläche. Bisher war es üblich zu setzen: P1
= P sin2α, wo P den Druck auf die
normale Fläche bedeutet und α der Winkel zwischen
Windrichtung und Fläche ist. Nach den Beobachtungen von Lössl verringerte sich der Druck auf die geneigte Fläche dagegen nur nach
dem einfachen Sinus des Winkels, d.h. es ist zu setzen: P1 = P sin α.
Dies wird im Wesentlichen bestätigt durch die rein theoretischen Untersuchungen von
Lord Rayleigh (vgl. die Mittheilungen und
Untersuchungen von E. Gerlach im Civilingenieur, 1885 S. 78 u. ff.). Hiernach ist die
Abnahme des Druckes mit der Neigung der Fläche eine noch etwas geringere, nämlich es
ist:
P_1=P\,\frac{4+\pi}{4+\pi\,sin\,\alpha}\,sin\,\alpha
zu setzen. In der nachstehenden Tabelle sind für die
Neigungswinkel von 10 zu 10° die nach den 3 Formeln bei 200 k Druck für 1 qm auf die
normal zur Windrichtung stehende Fläche berechneten Druckverhältnisse
zusammengestellt, woraus ersichtlich ist, dass die beiden neueren Formeln für kleine
Winkel recht erhebliche Abweichungen von den alten Ergebnissen zeigen.
Druck auf die geneigte Fläche bei 200 k
Druck auf die normale Fläche.
Neigungswinkel
Alte Formel
Nach Lössl
Nach Rayleigh
10°
6 k
35 k
55 k
20°
23 k
68 k
96 k
30°
50 k
100 k
128 k
40°
83 k
129 k
146 k
50°
117 k
153 k
171 k
60°
150 k
173 k
184 k
70°
177 k
188 k
193 k
80°
194 k
197 k
198 k
Mit Rücksicht auf die grössere Uebereinstimmung, welche die nach Versuchen ermittelte
Lössl'sche und die rein theoretisch berechnete
Formel von Rayleigh zeigen, haben letztere jedenfalls
die Wahrscheinlichkeit der grösseren Annäherung an die thatsächlichen Verhältnisse
für sich, und man wird gut thun, eine von ihnen anzuwenden. Es wird dabei genügen,
die einfachere Lössl'sche Formel den Berechnungen zu
Grunde zu legen. Aber auch hier mangelt es noch an den genügenden Versuchen, um die
Wahrscheinlichkeit zur Sicherheit zu machen. Wir können also nur den Wunsch
wiederholen, dass durch umfangreiche Versuche, die naturgemäss von privater Seite
nicht ausgeführt werden können, diese für den Techniker so überaus wichtige Frage in
befriedigender Weise gelöst werden möge.
Gewinnung und Verbrauch von Platin.
Nach der Erfindung der elektrischen Glühlampe im J. 1880 hat sich der Platinverbrauch
in Europa und Amerika rasch gesteigert, obgleich die für jede Lampe nöthige
Platinmenge nach und nach bedeutend verringert wurde. Die ersten Edison-Lampen
enthielten 53 mg Platin, die ersten Sawyer-Mann-Lampen über 100 mg. Jene enthalten
jetzt kaum 8 mg und diese gar kein Platin; ebenso haben Siemens und Halske die Menge möglichst ermässigt. Trotzdem ist der
Platinverbrauch zu Glühlampen seit 1880 auf 1705 k im J. 1892 gestiegen. Sollte die
Sawyer-Mann-Lampe Erfolg haben, was man übrigens noch nicht weiss, so könnte das
Platin für diesen Zweck vielleicht ganz überflüssig werden. Andererseits aber kann
man einwenden, dass grosse auf die Platinbenutzung begründete Lampenfabriken so
wenig davon verwenden, dass dessen Werth nur 5 Proc. desjenigen der Lampe beträgt.
Deshalb wird der Bedarf dieser Industrie wahrscheinlich eher wachsen als sinken.
Ausserdem gibt es noch zwei wichtige Verwendungen des Platins, zu den
Concentrationsapparaten für Schwefelsäure und zur Zahntechnik. In den letzten Jahren
wurden hierfür 2480 k berechnet. Die Säurefabrikation scheint sich zu vergrössern,
und wenn auch Glas zum Theil Platin zu ersetzen beginnt, so ist die Annahme doch
berechtigt, dass man immer mehr Platin nöthig haben wird. Die Zahnärzte werden
dieses Metall wahrscheinlich immer anwenden, weil es das einzige ist, welches
Schwerschmelzbarkeit, Geschmeidigkeit und. Stärke mit einander verbindet. Allein in
England und Amerika verbraucht man 1860 k, und diese Menge erhöht sich jährlich
wahrscheinlich um 2 bis 3 Proc.
Zu anderen Zwecken, chemischen Tiegeln u.s.w., hat man jährlich ungefähr 620 k
nöthig. Alles in Allem werden also 6680 k erforderlich sein; diesen Bedarf deckt
altes Platin mit 30 bis 40 Proc. so dass 4000 bis 4700 k zu gewinnen bleiben. Viele
Jahre hat der Ural den grössten Theil (92 Proc.) dieses Bedarfes geliefert, aber wie
lange wird das dauern? – Nach der amtlichen Statistik hat die russische
Platinproduction im J. 1887 ihren Höhepunkt erreicht; dann fiel sie auf 2700 k und
verblieb auf dieser Höhe bis 1891 unverändert, in welchem Jahre sie zufolge des
abnorm hohen Metallpreises auf 4226 k stieg. Aber viele der alten Uralgruben sind
jetzt erschöpft, und man glaubt, dass der Höhenpunkt der russischen Platingewinnung
bereits überschritten ist. Man muss sich deshalb nach neuen Bezugsquellen umsehen,
und solche sind Columbien, Britisch-Columbien und die Vereinigten Staaten.
Gegenwärtig gewinnt man in Columbien jährlich 125 k und zwar nur durch Waschen.
Das platinführende Gebiet ist sehr ausgedehnt, wenn verhältnissmässig auch arm, und
eignet sich zum Wäschereibetriebe theilweise ganz gut. Ein nicht unbedeutendes
amerikanisches Kapital ist dort schon angelegt, und man kann wohl annehmen, dass
Columbia ein wichtiges Productionsgebiet werden wird. Das einzige, einigermaassen
bedeutende Fundgebiet Britisch-Columbiens bildet der Talameefluss. Eine Gesellschaft
für Platingewinnung hat sich bereits gebildet, aber der Erfolg ist noch ein geringer
und bestand in etwa 65 k Metall. In den Vereinigten Staaten hat man viele Versuche
gemacht, Platin zu finden, aber ohne besonderen Erfolg. In den Wäschen Californiens
und Oregons hat man Platin als zufällige Beimengung angetroffen. Vielleicht könnte
man in Californien Platin gewinnen, wenn die dortige Gesetzgebung das Auswaschen
nicht verhinderte. (Teknisk Tidskrift nach Eisenzeitung.)
Kohlensäure-Motoren.
Zu den vielen vorhandenen Krafterzeugern für den Betrieb von Maschinen im Allgemeinen
und von Strassenbahnen insbesondere hat sich neuerdings die flüssige Kohlensäure
gesellt. Ein Verfahren zur Ausnutzung der Kraft der in den Gaszustand
zurückkehrenden Kohlensäure hat die New Power Co. in
New York patentirt erhalten. Jeder Wagen führt einen Kessel mit flüssiger
Kohlensäure mit, in welchem ein Druck von 70 k auf 1 qc herrscht. Die Säure gelangt
in den erforderlich kleinen Mengen in die Treibcylinder, expandirt hier und setzt
die Kolben in Bewegung. Der Verbrauch beträgt angeblich 4,5 k für die Pferdekraft
und einen Zeitraum von 24 Stunden. Eine Pferdekraft käme also auf 1,20 M. täglich zu
stehen. (Zeitschrift für Berg- und Hüttenwesen.)
Die Ausbreitung der englischen Sprache.
Zu Anfang des jetzigen Jahrhunderts wurde die Zahl der englisch redenden Bewohner der
Erde auf 21000000 berechnet, während französisch von 31500000, deutsch von 30000000,
russisch von 31000000 und spanisch von 26000000 Menschen gesprochen wurde. Selbst
die italienische Sprache wurde von ¾ so vielen Menschen gebraucht und die
portugiesische von ⅜ so vielen als die englische. Jetzt sprechen englisch 125000000,
französisch 50000000, deutsch 70000000, spanisch 40000000, russisch 70000000,
italienisch 30000000 und portugiesisch 13000000. Englisch wird gegenwärtig von fast
zweimal so vielen Menschen gesprochen als irgend eine andere Sprache, und die
englische Sprache breitet sich allem Anschein nach noch immer mehr aus. Auf dem
nordamerikanischen Continent und in fast ganz Australien ist die englische Sprache
zur Herrschaft gelangt. Nordamerika allein wird bald 100000000 englisch redende
Einwohner besitzen, während Grossbritannien und Irland 40000000 zählt. Dieselbe
rasche Ausbreitung zeigt die englische Sprache in Süd-Afrika und Indien. Das sind
schlechte Aussichten für die Volapükisten. (Metallarbeiter.)
Bücher-Anzeigen.
Mittheilungen über technische
Einzelheiten. Verkehr und wirthschaftliche wie militärische Bedeutung der
neuen Mittellandwasserstrasse.
Der binnenländische
Rhein-Weser-Elbe-Kanal nach den neuesten Entwürfen. Im Auftrage des Vereins
für Hebung der Fluss- und Kanalschiffahrt für Niedersachsen zu Hannover unter
Mitwirkung des Vorstandes herausgegeben von F. Geck.
Hannover. Schmorl und v. Seefeld Nachf. 43 S. und 2 Karten. 1,20 M.
Officieller Bericht über die
internationale elektrotechnische Ausstellung in Frankfurt a. M. 1891. II.
Band. Bericht über die Arbeiten der Prüfungscommission. In deren Auftrag
herausgegeben durch die Redactionscommission. Mit 155 Textillustrationen und einer
Tafel Farbendruck. Frankfurt a. M. J. D. Sauerländer's Verlag. 456 S.
Endlich ist der Schluss des officiellen Berichtes erschienen und liegt in
gegenwärtigem Bande vor. Gewiss wäre es für die Interessenten erwünscht gewesen und
hätte auch mehr im Interesse von Ausstellern und Käufern gelegen, wenn die
Herausgabe in kürzerer Frist bewerkstelligt worden wäre. An Mitteln und geeigneten
Personen scheint nach dem Bericht kein Mangel gewesen zu sein. Die Versuche
erstrecken sich über 9 Gruppen, von denen die erste und neunte Gruppe am
ausgedehntesten sind. Die erste Gruppe (S. 4 bis 113) enthält die Dynamomaschinen,
Arbeitsübertragungen und Motoren, Transformatoren, Accumulatoren, Messinstrumente
und Leitungsmaterialien, und ist mit vielem Zahlenmaterial und vielen Schaulinien
ausgestattet. Die zweite Gruppe (S. 114 bis 157) enthält die Beleuchtungstechnik und
zwar die Bogenlichtkohlen, Bogenlampen und Scheinwerfer. Gruppe 3 enthält die
Dampfmaschinen und Kessel (S. 158 bis 226), Gruppe 4 die Gasmotoren (S. 227 bis
229). Die beiden folgenden Gruppen 5 und 6 behandeln kurz die Elektrochemie (S. 230
bis 234) und Elektromedicin (S. 235 bis 253). Die siebente Gruppe enthält die
Telegraphie, die Telephonie und das Signalwesen (S. 254 bis 262). Die achte Gruppe
(S. 263 bis 318) behandelt mit einiger Ausführlichkeit die elektrischen Eisenbahnen
und Schiffe, und zwar im einzelnen die Accumulatorenwagen Oerlikon, die Bahnen
Ausstellung–Opernplatz, Frankfurt–Offenbach und das Accumulatorenboot Zürich. Die
neunte Gruppe enthält eingehend die in den weitesten Kreisen bekannt gewordenen
Versuche der Energieübertragung Lauffen-Frankfurt und zwar die Versuche während der
Ausstellung und diejenigen nach Schluss, die Hochspannungsversuche (S. 319 bis
451).
Der vorliegende Bericht ist ein ehrendes Zeugniss für deutschen Fleiss und deutsche
Gründlichkeit.
Ein Rückblick auf die Weltausstellung
in Chicago. Vortrag, gehalten im Verein zur Beförderung des Gewerbefleisses
von Prof. A. Riedler. Berlin. L. Simion. (Heft 117 der
Volkswirthschaftlichen Zeitfrage.) 35 S. 1 M.
Der vorliegende Rückblick gilt hauptsächlich den wirthschaftlichen Verhältnissen
Amerikas, die in geistreicher Weise mit den unserigen verglichen werden. Auch hat
der Verfasser nicht versäumt, die bekannten Aeusserungen Reuleaux' über das exacte Messen der amerikanischen Arbeiter gebührend zu
beleuchten.
Neuer Schauplatz der Künste und
Handwerke. 22. Bd. Die praktischen Arbeiten und
Bauconstructionen des Maurers und Steinhauers in allen ihren Theilen. Ein
Handbuch für Maurer und Steinhauer sowie für Baugewerkschulen. Bearbeitet von Dr.
W. H. Behse. Sechste Auflage. Mit einem Atlas,
enthaltend 51 Foliotafeln mit 659 Figuren. Weimar. B. F. Voigt. (234 S. Text. 10
M.)
Was zum fachmännischen Betriebe des Maurers und Steinhauers erforderlich ist, findet
man hier in recht praktischer Weise zusammengestellt und durch die Figurentafeln
eingehend veranschaulicht. Auch die Nebenarbeiten, wie Wasserwältigung,
Hebewerkzeuge u. dgl. werden erörtert. Das Werk erscheint auch zum Selbstunterrichte
geeignet. Mit einer kleinen Erweiterung, die sich auf die Berechnung und Behandlung
der in der Neuzeit zu Ueberkellerungen so viel verwendeten Eisenträger bezieht,
würde gewiss manchem Praktiker ein grosser Dienst erwiesen werden. Wir empfehlen
diese Erweiterung dem Herrn Verfasser für die nächste Auflage.
Experimente mit Strömen hoher
Wechselzahl und Frequenz. Zusammengestellt von E.
de Fodor, revidirt und mit Anmerkungen versehen von N. Tesla. Wien. Hartleben's Verlag. 4 M.
Die bisher in technischen Zeitschriften zerstreuten Mittheilungen über den Gegenstand
des Werkes hat der Verfasser gesichtet und zusammengestellt. Die neueren Versuche
Tesla's bilden den Schluss.