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Im
whi Lm
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dynamischen Widerstandscoëfficient, weil er eine ähnliche Bedeutung hat, wie die Widerstandscoëfficienten oder Widerstandshöhen in der Hydraulik. Dieser Widerstandscoëfficient ist also
E
E'
(49) Lm und um die effective Arbeit zu finden, welche nötig, um das effective Luftvolumen v. von der Spannung po auf die grössere Spannung p und das kleinere Volumen v zu bringen, hat man nur die jeweilen leicht zu berechnende rein theo
P retische Arbeit Lm = v.p. log mit diesem Widerstands
Po
R
(50) so erhalten wir
E
(51) Lm und
E' 2'
(52). Lm
4 ton wa ta, Ueber den Wert dieser einzelnen Teilcoëfficienten (gewissermassen der einzelnen » Widerstandshöhen«) lässt sich im allgemeinen sagen:
P
zu (siehe
po vorhergehenden Abschnitt), on nimmt ebenfalls bei einer und derselben Maschine
mit wachsendem Compressionsverhältnis zu, ebenfalls auch mit wachsender Grösse des Pumpcylinders, weil mit letzterer die relative Grösse der kühlenden Ober
fläche abnimmt, Da nimmt mit wachsendem Compressionsverhältnis ab,
weil unter gleichen Umständen dabei die Drosselung
der weggedrückten Luft abnimmt (vergl. S. 995), Q), nimmt mit wachsendem Compressionsverhältnis eben
falls ab, ferner auch mit wachsender Grösse der
Maschine. Man wird der Wahrheit sehr nahe kommen, wenn man annimmt, der Gesammtwiderstandscoëfficient à für Maschinen ohne Druckausgleich bleibe ziemlich constant für jedes bestimmte Maschinensystem und für alle in der Praxis gewöhnlich vorkommenden Compressionsverhältnisse bei gleichen Geschwindigkeitsverhältnissen, und der Widerstandscoëfficient a' für Maschinen mit Druckausgleich nehme nur zu mit wachsendem Compressionsverhältnis hinsichtlich des Verhältnisses y.
Für Vacuumpumpen sind weder die Werte der obigen Einzelcoëfficienten noch auch der Wert des Gesammtcoëfficienten 2 bis jetzt untersucht worden. Auch der S. 1011 erwähnte Gebhard'sche Versuch kann zur Ermittelung dieser Werte nicht dienen, weil nicht bekannt ist, wie viel von der Reibungsarbeit auf die Dampfmaschine und wie viel davon auf die eigentliche Luftpumpe fällt. Wir können nur von vorn herein sagen, dass der Reibungscoëfficient w, bei Vacuumpumpen einen viel grösseren Teil des Gesammtcoëfficienten a betragen wird, als bei Compressoren, weil Vacuumpumpen für die gleiche Nutzarbeit Lm viel grösser werden als Compressoren.
Für Compressoren können wir dagegen für einige Fälle die Werte jener Teilcoëfficienten geben, und zwar aus den Resultaten der Vermessung der Diagramme I bis IV auf Tafel XXXVI.
Für die beiden Diagramme I und II unserer Schiebermaschinen mit Druckausgleich müssen wir die dort gefundenen
H
H
D Verhältniszahlen und reduciren auf und
Lim? L1 mittels der Relation
Lm
=geschieht; es wird dann
D
Lm
L1
Es fehlt uns aber noch der Reibungscoëfficient a.ro Diesen haben wir, wenigstens für einen Fall, der aber weiter schliessen lässt, bestimmt.
Der zu der Maschine Diagramm II gehörige Dampfcylinder wurde nämlich ebenfalls indicirt, und ergab sich folgendes: indicirte Dampfarbeit
pro Sekunde Di 121,6 Pfkr. indicirter Luftwiderstand
98,8 die Differenz S=D; - Li;= 22,8 Pfkr. ist auf Ueberwindung der Reibung der Maschinenteile verwendet worden,
Textfig. 20 giebt nun die Anordnung der betreffenden Maschine; es ist ersichtlich, dass diese aus 2 gleichen Hälften besteht, einem Compressor einerseits und einer Dampfmaschine anderseits, beide auf dieselbe Welle mit versetzten Kurbeln wirkend. Es muss also angenommen werden, die obige Reibungsarbeit der Maschine verteile sich auf ihre beiden gleichen Hälften auch zu gleichen Teilen.
Die Nutzarbeit Dn, welche die Dampfmaschine in 1 Sekunde abgiebt, und welche gleich ist der effectiven Ar-beitsleistung E1, die der Compressor empfängt, ist also
S
S
110,2 Pfkr.
2
2
π D2
Nun wurde bei Anlass dieser Versuche auch zugleich noch der effective volumetrische Wirkungsgrad ml ermittelt zu ni= 0,95 (siehe S. 954) bei dem Compressions
р verhältnis = 4 und Umdrehungszahl n= 100. Bei der im
ро Diagramm angegebenen Umdrehungszahl n = 100 liefert also der Compressor in 1 Sekunde effectiv eine Luftmenge von
3,14 . 0,52 v=p1 c= 0,95 ·
.2
0,372cbm 4
4 bezogen auf die Atmosphärenspannung 1 oder 10333kg auf 19m.
Der mittlere Druck, auf welchen die Luft gepresst worden, ergiebt sich aus dem Indicatordiagramme II zu p= 4,30 Atm.
Sonach ist die reine Mariotte'sche Arbeit zur Compression jener 0,372cbm in 1 Sekunde
р
ро oder
5610 Lm
75 Pfkr.
75 Führen wir nun die gefundenen Werte in die Gleichung
E1= Lim + H+D+R oder
E = yLm + Lm + 000 Lm + R ein, so erhalten wir
110,2 = 1,13 · 75 + 0,17 · 75 + 0,02 75+ R und hieraus
R=11 Pfkr.,
Limo
und weil hier
Band XXIX. No. 52.
26. December 1885.
Weiss, Trockene Schiebercompressoren und Vacuumpumpen mit potenzirter Leistung.
1015
2 1.82 bei Berechnung von Compressoren zugrunde legen
1. hinsichtlich der Grösse der schädlichen Räume müssen dürfe.1)
noch durch weiter anzustellende Versuche die zu
lässigen Höchstgeschwindigkeiten der Luft in den
Kanälen bezw. die zulässige Einschränkung der Quer-
schnitte der letzteren bestimmt werden; dadurch wird, coëfficient für unsere Schiebercompressoren nach Gleichung (56)
wenigstens für alle Vacuumpumpen sowie für grössere
Compressoren und Gebläse, der Coëfficient Ildymam . 21 = 1,44 bzw. 1,56.
einen kleineren Wert erhalten, wodurch auch das Ver
lustverhältnis y noch kleiner wird; In Uebereinstimmung mit den am Schlusse des letzten
2. wird insbesondere bei Compressoren durch die in Abschnittes erwähnten Thatsachen erkennt man, dass unsere
Aussicht genommene Cylinderdeckelkühlung der Schiebermaschinen in ihrer jetzigen Gestaltung nicht nur bin
Verlustcoëfficient wn, der in Formel (56) noch mit sichtlich der effectiven Volumenleistung die früheren Ventil
17 pct. figurirt, erheblich vermindert werden (siehe luftpumpen weit übertreffen, sondern dass sie zudem noch eine
S. 994) ). erheblich geringere Betriebsarbeit für die effectiv gelieferte
Die Constanten der Kraftformel (56) werden also für Luftmenge erfordern. Unter gleichen Umständen, grosse
die Zukunft noch eine Berichtigung, und zwar in günstigem, Geschwindigkeit und 6 bis 7 Atm. absoluter Druck ergiebt
verminderndem Sinne, erfahren. sich z. B. für unsere Compressoren nach obigen Zahlenwerten
In Tabelle VII geben wir noch die Grundmasse für eine eine Erparnis von 1,82 - 1,56 = 26 pct. der theoretisch not
Anzahl »Normalschieber« sammt zugehörigen empfehlenswendigen Arbeit.
werten Cylindermalsen, Umdrehungszahlen usw., wie sie bis Nun sind aber unsere Maschinen noch nach 2 Richtungen jetzt für Compressoren und für Vacuumpumpen unseres hin inbezug auf Kraftbedarf vervollkommnungsfähig:
Systems zur Ausführung gelangt sind.
!
Nach Durchsicht dieses Aufsatzes wird man finden, dass wir durchgängig bestrebt gewesen sind, unter strenger Beobachtung der einschlägigen wissenschaftlichen und praktischen Grundsätze sowie in vorurteilsloser Würdigung der thatsächlich auftretenden Verhältnisse in jeder Hinsicht zweckmässige Luftcompressionsmaschinen zu schaffen; dass uns dies wirklich gelungen, und dass wir einem vorhandenen Bedürfnis entgegengekommen sind, das beweist die überaus grosse Verbreitung, welche unsere Maschinen in ganz kurzer Zeit erlangt haben.
Nachdem zuerst im Jahre 1883 einige wenige Maschinen in Betrieb gesetzt worden und sich bewährt hatten, traten wir im Mai vorigen Jahres mit unserer Construction in weiteren Kreisen in die Oeffentlichkeit, und nun, also nach kaum 11/2 Jahren, laufen in Deutschland schon über 100 Maschinen unseres Systems! Als bezeichnend darf hervorgehoben werden, dass Werke, welche einmal unsere Maschinen kennen gelernt haben, Neubeschaffungen und Umbauten alter Maschinen nur noch nach unserem System vornehmen. So laufen beispielsweise jetzt, October 1885, sowohl als Compressoren wie als Vacuumpumpen in der badischen Anilin- und Sodafabrik Ludwigshafen schon 5 Stück, in den Farbwerken
Höchst a/M., vorm. Meister, Lucius & Brüning, schon
Zum Schlusse führen wir noch die zur Ausführung unserer
S
1) Es ist zu bedauern, dass dabei die Werte von 2 nicht auch für gleiche Geschwindigkeiten angegeben sind. Dass bei den früheren Ventilcompressoren mit wachsender Geschwindigkeit auch a zunehmen muss, ist klar; denn in der Gleichung
E
H +D+R 2=
1+
Lm werden mit wachsender Geschwindigkeit die Mehrarbeiten H und D infolge geringerer Kühlung und grösserer Drosselung zu nehmen, wogegen die effectiv geförderte Luftmenge und damit die theoretische Arbeit Lm für deren Compression abnimmt, so dass der Wert des Bruches erheblich zu nehmen wird.
1) Anmerkung der Redaction.
Während der Drucklegung dieses Aufsatzes erhalten wir vom Verfasser noch eine Zuschrift, wonach er, wenigstens in einem Falle, den Nutzen der Cylinderdeckelkühlung feststellen konnte. Es ergab die Untersuchung der Indicatordiagramme eines kleinen von Burckhardt & Cie., Basel, mittlerweile erbauten Compressors (D = 200,
200, n= 200), bei welchem ausser dem Mantel auch noch der hintere Cylinderdeckel gekühlt war, der vordere hingegen nicht, dass das Verhältnis en auf der hintern gekühlten Seite um 0,06 kleiner war, als auf der vordern ungekühlten, dass in diesem Falle also 6 pct. an Arbeit durch Kühlung des Cylinderdeckels gespart wurde. Bei Cylindern von grösserem Dmr. muss die Ersparnis im allgemeinen grösser werden als bei solchen von kleinerem, weil die Deckel kleiner Cylinder, auch wenn nicht mit besonderer Kühlung versehen, sich unter dem Einfluss des äusseren Kühlmantels mehr bis gegen die Mitte hin abkühlen, als dies bei Deckeln von grösserem Durchmesser der Fall ist.
des
Ingenieure
Ueber neuere Bessemer-Stahlwerke.
(Fortsetzung von Z. 1885 S. 554.) Das Werk der North Eastern Steel Company, dessen nommen und vermittels Locomotivbetriebes und Rampe in fahrEinrichtung im vorigen Bericht beschrieben wurde, hat barer Pfanne auf die Bühne der Birnen gebracht. Diese trotz des seit seiner Inbetriebsetzung stets fortschreitenden stehen in einer Reihe und sind in zwei Gruppen mit je einer Sinkens der Verkaufspreise bis heute einen flotten Betrieb gemeinschaftlichen Giessgrube geteilt, in welcher ein Mittelunterhalten können, und ist man fortwährend bestrebt, seine kran die Pfanne trägt und zur Verteilung des Metalles in die Leistung zu erhöhen. Die Entnahme des flüssigen Roheisens Coquillen dient. Zum Ausheben der letzteren und der Blöcke von den benachbarten Hochofenwerken hat sich nicht als sind 5 Krane vorhanden, von denen der mittlere zur Bedievorteilhaft erwiesen, indem keine genügende Sicherheit über nung der zwischen beiden Giessgruben liegenden Gjers'schen die Qualität bei dem wechselnden Gange der Hochöfen erlangt Durchweichungsgruben dient. werden konnte; das Roheisen wird daher vornehmlich in den
Die Anordnung gleicht im übrigen derjenigen der North Cupolöfen vorgeschmolzen, und ist deren Zahl um einen ver- Eastern Works; indessen schliesst die Anlage zur Verarbeimehrt worden.
tung der Blöcke rechtwinklig zur gemeinschaftlichen Achse Die Einrichtung des Auswechselns der ganzen Mäntel der
der Birnen an, und im allgemeinen sind die Constructionen Birnen unter Zurücklassung des Zapfenringes in seinen La
möglichst einfach und sparsam gehalten, was zulässig war, da gern, System Holley, hat sich vorzüglich bewährt; es würde geringere Anforderungen an die Leistungsfähigkeit, als bei ohne diese nicht möglich gewesen sein, die vorgesehene Pro
den Neuanlagen des Bezirkes von Middlesbrough, gestellt wurduction zu erreichen, indem hierfür zwei Birnen gleichzeitig den. Die erste Halle bedeckt die Giessgruben, das Blockbetrieben werden müssen. Der Einsatz ist von 10 auf 12t walzwerk und die Brammenschere; die Dampf hämmer, die vermehrt worden, weil dies sich als vorteilhaft erwiesen hat,
Blech-Walzenstrasse und die Wärmöfen stehen in der nebentrotzdem infolge dessen der Verschleiss des feuerfesten Futters,
liegenden zweiten Halle. Die Birnen sind nicht überdacht namentlich des Bodens, erheblich erhöht wurde.
und haben auch keine Kamine, blasen vielmehr ins Freie,
haben eine Bühne auf der Höhe der Zapfen, hinter welcher Wegen häufigen Mangels an Aufträgen für Schienen besteht ein grosser Teil der Lieferungen in Halbfabrikat, Pla
eine schmale Bühne etwa 2m höher für das Einladen des tinen zu Blech und Knüppeln zu Draht, und wird zum Aus
Kalkzuschlages in die Birnen angebracht ist; diese ist mit walzen der letzteren aus den von der Blockwalze kommenden
Wellblech überdacht. In geringer Entfernung hinter diesem Luppen eine Triostrasse von 650mm Walzendmr, in dem Raum U
Baue liegt die Halle, in welcher die Vorrichtungen zur Ver(s. Fig. S. 554) aufgestellt; man ist also wahrscheinlich zu
arbeitung des Dolomits und zur Herstellung der feuerfesten
Bedarfsstücke untergebracht sind. Die Birnenmäntel sind der Ueberzeugung gelangt, dass diese zur Verarbeitung leichter Blöcke besser geeignet sei als das Reversirduo.
nicht ganz auswechselbar; der Mittelteil, an welchem die
Zapfen angeschraubt sind, bleibt in den Lagern, während der Die ausgezeichnet günstigen Transportverhältnisse sichern
Ober- und Unterteil vermittels eines auf einem Wagen stehendiesem, wie den meisten neuen Werken in England, einen
den hydraulischen Hebewerkes abgesenkt und in die Reparabedeutenden Vorsprung bei dem Bestreben der übrigen euro
turwerkstätte befördert werden. päischen Industrieländer um Gewindung einer Stellung auf
Das liegende Zwillingsgebläse hat Dampfcylinder von dem Weltmarkte.
1066mm, Gebläsecylinder von 1370mm Dmr., einen Hub von In dem Eisenbezirke Schottlands waren bis zum Anfange 1828mm und 30 Umdr. Die Sauge- und Druckvorrichtungen dieses Jahres noch keine Stahlwerke nach Bessemer's Ver
der Gebläsecylinder sind höchst einfach construirt. In jedem fahren in Betrieb; einige Versuche, solche zu errichten, waren Deckel ist über und unter der Stopfbüchse je eine segmentfrühzeitig aufgegeben worden, weil die vorhandenen Erze in
förmige Klappe angebracht und an einem Bolzen aufgehängt; folge ihres Phosphorgehaltes kein geeignetes Roheisen lieferten. die obere öffnet nach innen, die untere nach aussen; jede bat Die dortigen Hochofenwerke fanden bis vor etwa 15 Jahren eine aussen liegende schwache Spiralfeder zur Beförderung genügenden Absatz in Giessereiroheisen, so dass erst nach
des Schlusses. Das Spiel derselben verursacht nur geringes dieser Zeit die Aufmerksamkeit auf die Stahlerzeugung ge- Geräusch, trotzdem die Dichtungsflächen nicht mit weichem lenkt und diese aufgenommen wurde. Hierbei hat man sich Stoffe belegt sind, sondern Metall auf Metall schlägt. Eine alsdann dem Siemens'schen Verfahren des Herdschmelzens
Saugklappe öffnet einen Querschnitt, der 1/14 desjenigen des zugewendet, weil man hoffte, die in ansehnlicher Menge vor- Kolbens beträgt, und trotzdem dieses nach hiesigen Begriffen handenen Schwefelkiesrückstände verwerten zu können, indem
höchst gering ist, indem man mit 20 bis 24 kleinen Ventilen dieses Erz (sogen. purple ore) im Siemens'schen Drehofen
1/5 erreicht, so sinkt doch die Spannung im Cylinder beina reducirt und die entstandenen Luppen auf dem Herde mit ge- Saugen nicht in bemerkbarer Weise unter die der Aussenluft, eigneten Zuschlägen geschmolzen werden sollten. Dieses Ver
wie aus Diagrammen ersichtbar, welche im Beisein des fahren ist in der That während einiger Jahre erfolgreich be- Berichterstatters entnommen wurden. Da nach erfolgtem trieben worden, indem Stahl und Flusseisen von vorzüglicher Schlusse der Saugklappe die innere Deckelfläche eine fast Beschaffenheit erzeugt wurden. Die Betriebskosten stellten ebene ist, so ist der schädliche Raum auf ein möglichst gesich indessen zu hoch gegenüber dem Bessemerfabrikate, und ringes Mass herabgedrückt; derselbe beträgt höchstens 1 pCt. wurde daher der Erzprocess im Drebofen aufgegeben, das Diese Einrichtung ist somit die vollkommenste und einfachste Herdschmelzen aber beibehalten, weil das Fabrikat sich vor- von allen bis jetzt bekannten; sie ist an dem Gebläse der nehmlich für weiche Qualitäten zu Schiff baumaterial und Darlington-Stahlwerke bereits seit über 3 Jahren in Betrieb, Kesselblechen als besonders geeignet erwiesen hatte. Seitdem ohne je zu irgend einer Störung Veranlassung gegeben zu hat die Siemens'sche Stahlerzeugung im dortigen Bezirk haben. Die Cylinder sind weder innen noch aussen gekühlt, eine gewaltige Ausdehnung erfahren; es sind in verschiedenen und trotzdem haben die Erbauer, Walther Brothers, Wigan, Werken im ganzen 73 grosse Oefen von 10 bis zu 25+ Einsatz- das System auch mit Erfolg an Luftcompressoren aller Art fähigkeit errichtet worden, vornehmlich zur Herstellung von angewendet, wie ein solcher in der Londoner Erfindungs-Ausweichem Material.
stellung zu sehen ist. Bei diesen kommt eine KolbenNeben diesen sind jetzt zwei Werke nach dem Thomas
geschwindigkeit bis zu 2,7m in 1 Sek. in Anwendung, und sind Verfahren mit basischer Zustellung der Birnen errichtet wor- gute Erfolge von 8jährigem ununterbrochenem Betrieb aufden, von denen dasjenige der Firma Merry Cuningham,
zuweisen, Glengarnock, vor einigen Monaten den Betrieb begonnen hat.
Die Dampfpumpe für den hydraulischen Betrieb der Dieses ist mit 4 Birnen von 10t Einsatz versehen, während
Glengarnock - Stahlwerke hat 2 Dampfcylinder von 660mm das von der Glasgow Iron Company in Wishaw errichtete
Dmr., 4 Plunger von 152mm Dmr. und 1000mm gemeinschaftWerk 3 Birnen von 7t Einsatz besitzt.
lichen Hub. Der Dampf geht mit dem des Gebläses in einen In Glengarnock waren 9 Hochöfen vorhanden, und ist gemeinschaftlichen Condensator; die Luftpumpe hat besonderen das Stablwerk angelegt worden, um die Production von 3 bis Betrieb. Der hydraulische Druck beträgt 40 Atm.; der AC4 derselben zu verarbeiten. Das Roheisen wird flüssig ent- cumulator hat einen Plunger von 600mm Dmr. und 5m Hub.