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(Abkühlen), die absichtliche Herbeiführung von Temperaturerniedrigung. Jeder erhitzte Körper nimmt, wenn
er der Wärmequelle, durch die er die höhere Temperatur erhielt, entzogen wird, allmählich die Temperatur
seiner Umgebung an, indem er durch Leitung und Strahlung Wärme
[* 6] abgibt. Ist die Strahlung gegen den freien Himmelsraum nicht
beschränkt, so kann der Körper selbst unter die Temperatur seiner Umgebung erkalten. Feuchte Körper und Flüssigkeiten kühlen
auch ab, wenn die Verdunstung nicht gehindert wird, Gase
[* 7] und Dämpfe bei Verminderung des auf ihnen lastenden
Druckes.
gelockert, um sie leichter zerkleinern zu können (Abschrecken). Härte erzielt man durch Kühlen auch beim Glas
[* 10] (Hartglas) und Eisenguß
(Hartguß). Um beschädigte Ringgeschütze auseinander zu nehmen, erhitzt man sie und bringt in das innere Rohr flüssige Kohlensäure,
durch deren Verdunstung das Rohr so schnell und stark abgekühlt wird, daß es aus den umgebenden, noch
heißen Ringen herausgezogen werden kann. Sehr allgemein kühlt man Bestandteile von Öfen,
[* 11] z. B. das Mauerwerk durch Anbringung
hohler Räume, in welchen Luft zirkuliert, oder die Düsen an metallurgischen Gebläsen durch fließendes Wasser.
Häufig handelt es sich bei starren Körpern um eine Verzögerung der Abkühlung, durch welche meist die
Molekularstruktur der Körper geändert werden soll. Dies geschieht hauptsächlich bei der Darstellung von Thon- und Glaswaren,
welche ohne eine solche geregelte langsame Kühlung sehr spröde werden. Man erreicht die langsame Abkühlung durch sorgfältigen
Verschluß des Ofens oder durch Einstellen in geheizte Räume (Kühlofen), die ebenfalls dicht verschlossen werden,
um jede kühlende Luftströmung zu verhindern.
Für kontinuierlichen Betrieb benutzt man Kühlöfen, die aus einem sehr langen, an einem Ende mit einer Feuerung, am andern
Ende mit einem Zugschornstein versehenen Kanal
[* 12] bestehen. Durch diesen Kanal wird die abzukühlende Ware auf einer auf Schienen
laufenden Wagenreihe allmählich von dem heißen nach dem kalten Ende hin vorwärts gezogen, bis sie,
hierbei langsam abgekühlt und endlich völlig erkaltet, den Kühlkanal verläßt. Während man also den Ofen an dem heißen
Ende beständig neu beschickt, wird an dem kalten Ende gekühlte Ware ohne Unterbrechung herausgenommen. In andern Fällen verhindert
man Abkühlung durch Umhüllungen, welche eine ruhende Luftschicht einschließen, oder durch Bedeckungen
mit schlechten Wärmeleitern, wie wollene Gewebe
[* 13] oder Filz, Schlackenwolle, Asche etc. Diese Verhinderungsmittel der Abkühlung
werden auch auf Flüssigkeiten angewandt, besonders auf Lösungen, aus welchen man möglichst große, gut ausgebildete Kristalle
[* 14] erhalten will, sowie auf Röhren,
[* 15] in welchen Dampf
[* 16] fortgeleitet werden soll.
Beschleunigt wird die Kühlung, wenn man die Flüssigkeit mit der Büchse beständig umrührt. Dies Prinzip
findet auch in größerm Maßstab,
[* 22] z. B. in Spiritusfabriken, Anwendung, wo man zum Kühlen der Maische ein Rührwerk benutzt, welches
aus Metallröhren konstruiert ist. Während das Rührwerk in Thätigkeit ist, strömt beständig kaltes Wasser durch dasselbe.
Anstatt das kühlende Mittel in die Flüssigkeit zu bringen, kann man auch umgekehrt die warme Flüssigkeit
in dünnwandigen Blechgefäßen mit möglichst großer Oberfläche in kaltes Wasser, in zerstoßenes Eis oder in Kältemischungen
stellen.
Hierauf beruhen die Eisapparate der Konditoreien. Bisweilen wendet man große Kessel oder Pfannen mit doppeltem Boden an und
kann in den Raum zwischen beiden Böden sowohl Dampf zum Erhitzen als kaltes Wasser zum Kühlen leiten. Wird gleichzeitig ein kühlendes
Rührwerk angebracht, so ist die Wirkung eine sehr kräftige. Anstatt aber das Wasser zwischen zwei Metallflächen einzuschließen,
kann man es auch aus einem rund um den obern Rand sich erstreckenden durchlöcherten Rohr frei an der äußern
Wand eines gewöhnlichen Kessels herabrieseln lassen. In diesem Fall wirkt das Wasser nicht nur durch Leitung, sondern auch
durch Verdunstung, also viel energischer.
Sehr allgemein benutzt man Kühlapparate, bei welchen die zu kühlende Flüssigkeit und das Kühlwasser in entgegengesetzter
Richtung sich bewegen, so daß die zu kühlende Flüssigkeit zuerst mit schon erwärmtem, zuletzt aber
mit ganz kaltem, frisch zufließendem Wasser in Berührung kommt (Gegenströmung). Hierher gehört z. B. der Lawrencesche
Kühler
[* 9]
(Fig. 1 u. 2). Die zu kühlende Flüssigkeit, z. B. Milch, fließt aus dem Gefäßa in die Rinne b und aus dieser durch
feine Löcher auf die vordere und hintere Wand des Kühlkastens bc und sammelt sich unten wieder in einer Rinne.
Das Kühlwasser strömt dagegen aus f durch d in den Kühlkasten und verläßt denselben wieder durch e, um bei g abzufließen.
Die Wirksamkeit dieses Apparats beruht wesentlich auf der Form der Kühlflächen, welchen der Apparat den
Namen Kapillarkühler verdankt. Wie der Durchschnitt zeigt, sind die Kühlflächen wellig gebogen und die Vertiefungen zwischen
den Wellen
[* 23] sehr eng. Hierdurch wird ein Teil der herabfließenden Milch durch Kapillarattraktion festgehalten, durch die nachfließende
Milch aber teilweise wieder mit fortgerissen,
[* 9]
^[Abb.: Fig. 1 u. 2. Lawrencescher
Kapillarkühler.]
¶
Bei andern Kühlapparaten fließt die zu kühlende Flüssigkeit durch Röhren, während das Kühlwasser,
in entgegengesetzter Richtung strömend, die Röhren umspült. Hierher gehört der bei Destillationsapparaten angewandte LiebigscheKühlapparat, welcher im obern Teil die Dämpfe abkühlt und verdichtet und dann noch im untern Teil das Destillat kühlt.
Beim Nägelischen Röhrenkühler ist ein langes, dünnwandiges kupfernes Rohr wiederholt gebogen, so daß
ein Schlangenrohr mit mehreren gerade verlaufenden Teilen entsteht. Diese letztern stecken konzentrisch in weitern eisernen
Röhren, welche unter sich wieder durch Stutzen verbunden sind. Die zu kühlende Flüssigkeit tritt bei c
[* 24]
(Fig. 3) in das enge
Rohr ein und verläßt es bei d, während das Kühlwasser bei a in das weite Rohr ein- und bei b austritt,
also der Flüssigkeit in dem engen Rohr entgegenströmt.
Man legt auch das vielfach gewundene Kühlrohr in einen flachen Kasten und bringt zwischen je zwei Windungen des Rohrs eine
von der Wandung des Kastens ausgehende Zunge an, so daß die an einem Ende des Kastens eintretende zu kühlende
Flüssigkeit gezwungen wird, die Röhren, durch welche in entgegengesetzter Richtung kaltes Wasser fließt, möglichst lange
zu berühren. Das gleiche Resultat wird erzielt, wenn man die zu kühlende Flüssigkeit durch die Röhren und das Kühlwasser
durch den Kasten fließen läßt. In diesem Fall kann man eine energischere Kühlung durch Anwendung von
Eis erreichen.
Auch bei Röhrenkühlern kann man die Verdunstungskälte zur Anwendung bringen, indem man die warme Flüssigkeit von unten
nach oben durch ein System horizontaler Röhren strömen läßt, während auf die oberste Röhre kaltes Wasser tropft, welches,
durch sägeartige Ansätze verteilt, alle Röhren gleichmäßig benetzt. Lediglich durch Verdunstungskälte
wirkt der Siemenssche Treppenkühler, bei welchem die warme Flüssigkeit (Maische) in einem kastenartigen Behälter in dünner
Schicht über mehrere geneigt liegende Treppen
[* 26] fließt, während ein Ventilator einen kräftigen Luftstrom über die herabfließende
Flüssigkeit bläst. Auf Wärmebindung durch Verdunstung beruhen auch die Alcarrazas oder Kühlkrüge (s. d.),
durch deren poröse Wandung beständig Wasser sickert und auf der Oberfläche verdunstet, so daß das in den Krügen enthaltene
Wasser kühl bleibt. Da die Verdunstung mit der Oberfläche der Flüssigkeit wächst, so findet eine sehr energische Abkühlung
statt, wenn man die Flüssigkeit zu Tropfen zerteilt in einem luftigen Raum herabfallen läßt.
Gase und Dämpfe werden abgekühlt, indem man sie durch Röhren leitet, welche entweder nur von der Luft oder von kaltem Wasser
umspült
werden. Die Luftkühlung findet hauptsächlich in der Leuchtgasfabrikation, die Wasserkühlung bei Destillationen
(s. oben) Anwendung. Eine sehr energische Abkühlung von Dämpfen wird auch erreicht, wenn man in den Behälter,
welchen sie durchströmen, kaltes Wasser in feiner Verteilung einspritzt, so daß sich die kleinsten Teilchen des Wassers und
des Dampfes innig miteinander berühren.
Soll in geschlossenen Räumen, Kellern etc. eine niedrige Temperatur erhalten werden, so ist hierauf schon bei der Anlage Rücksicht
zu nehmen, um möglichste Unabhängigkeit von der Jahreszeit zu erreichen; außerdem wendet man Ventilationsvorrichtungen
an, erreicht aber in allen Fällen nur eine Temperatur, welche der mittlern Jahrestemperatur des betreffenden Ortes gleichkommt.
Stärkere Abkühlung kann nur durch Anwendung von Eis erreicht werden, mit welchem man an die Keller anstoßende Kammern füllt.
Dadurch, daß man in letztern das Eis höher aufschichtet, als der Scheitel des Kellergewölbes reicht,
erzielt man eine kontinuierliche Luftströmung, indem die kalte Luft herabsinkt und die wärmere Luft in den Eisraum oder zu
den Ventilationsöffnungen hinausdrängt. Am vorteilhaftesten lagert man das Eis unmittelbar über dem Keller und zwar nach
BrainardsSystem auf gewelltem Metallblech, so daß eine möglichst große Kondensationsfläche entsteht.
Unter den Kanten des Blechs sind kleine Rinnen befestigt, in denen sich aus den im Keller enthaltenen Dämpfen kondensiertes
Wasser sammelt, welches zusammen mit dem Schmelzwasser des Eises abfließt und anderweitig zum Kühlen benutzt wird. Die Temperatur
eines solchen Kellers beträgt konstant 4-5°. Auf den Schiffen, welche zum Transport frischen Fleisches
aus Amerika
[* 27] nach Europa
[* 28] dienen, wird die Luft zwischen den Eiskammern und den Räumen, in welchen sich das Fleisch befindet, durch
eine Ventilationsvorrichtung in beständiger Zirkulation erhalten.
Sicherer als die Benutzung des Eises ist die Anwendung von Eismaschinen, wobei man eine sehr stark abgekühlte
Flüssigkeit durch ein in dem abzukühlenden Raum befindliches Röhrensystem leitet. Besonders aber eignet sich zur Abkühlung
von Räumen die Kaltlufterzeugungsmaschine, welche stark komprimierte und dann abgekühlte Luft ausströmen läßt. Indem sich
die Luft ausdehnt, bindet sie sehr viel Wärme und erzeugt eine ungemein niedrige Temperatur; zugleich aber
wirkt die Maschine
[* 29] auch ventilierend, da sie einen beständigen Luftwechsel herbeiführt.