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deutscher Ingenieure.
Versuche mit einer Corlissmaschine.
Mit der Bitte, obiges in der Zeitschrift abdrucken zu wollen, zeichne
hochachtungsvoll Riga, den 11/23. November 1885.
W. Boettcher.
Geehrter Herr Redacteur! In No. 39 der Zeitschrift ist ein Vortrag des Hrn. G. Nimax veröffentlicht, in welchem er über »Versuche an einer eincylindrigen Corliss - Dampfmaschine in Creusot« auszugsweise nach Annales industrielles Mitteilung macht.
Nach den gemachten Angaben soll die Maschine, ohne Condensation und ohne geheizten Mantel arbeitend, bei einer Leistung von Ne 140 bis 150, n= 58 bis 61 und 3,5 Atm. Ueberdruck im Kessel nur 13,60kg Dampf für 1 eff. Pfkr. und 1 Stunde verbraucht haben. Bei Ne= 140, n = 60 und 3,5 Atm. Ueberdruck im Kessel muss die Füllung etwa 60 pCt. betragen haben. Ohne weiteres ist wohl ersichtlich, dass unter den angegebenen Verhältnissen der Dampfverbrauch von 13,60kg für 1 eff
. Pfkr. und 1 Stunde unmöglich ist, da eine kleine Rechnung ergiebt, dass diese Dampfmenge nicht einmal ausreicht, um die 60 pct. des Cylinderinhaltes der Einströmungsperiode auszufüllen.
Andere Versuchsresultate, besonders die bei den geringeren Kesselspannungen erhaltenen, sind in ähnlicher Weise Bedenken erregend, und können daher auch die wahrscheinlich erscheinenden Zahlen nur geringes Vertrauen erwecken inbezug auf die Genauigkeit ihrer Bestimmung. Die mit diesen Versuchsresultaten angestellten Vergleiche verlieren daher vollständig ihren Wert.
Geehrte Redaction!
Es erscheint mir recht misslich, die Resultate von sorgfältig ausgeführten Versuchen und die Versuche von Creusot erscheinen ihrem ganzen Habitus nach sorgfältig ausgeführt und deshalb glaubwürdig durch mehr oder weniger elastische Rechnungen, in denen die berühmten und bekannten » Unbekannten« als » Coëfficienten« vorkommen, controliren zu wollen. Es ist ja eben der Hauptzweck solcher epochemachenden Versuche, nur annähernde Werte für diese »Coefficienten« zu liefern; und solche Werte werden wir nicht durch einen, auch nicht durch zehn Versuche erhalten, dazu wird noch viel, sehr viel Mühe, Zeit und selbstverständlich auch Sorgfalt und Sachkenntnis gehören.
Die Zuschrift des Hrn. Boettcher kann mein Zutrauen in die
Hochachtend
G. Nimax.
4
Vermischtes.
Gelegenheit, ihre Ansicht zur Geltung zu bringen, obwohl Am Montag den 30. November wurde mit dem bei der Flens
z. B. in Sachsen in der »technischen Deputation« und in burger Schiffsbaugesellschaft gebauten neuen Frachtdampfer
Württemberg in der »Centralstelle für Gewerbe und Handel« »Wega«, welcher kürzlich in das Eigentum der Rhedereifirma
sehr zweckmässig organisirte und seit längerer Zeit bewährte
Institutionen beständen. Holm & Molzen zu Flensburg übergegangen war, die Probefahrt zur allseitigen Zufriedenheit abgehalten.
Es erscheine deshalb dringend wünschenswert, dass der Das Schiff, welches zur Klasse British Lloyds 100 A 1 unter
allseitig anerkannte Uebelstand durch Schaffung einer selbstSpecialaufsicht gebaut ist, hat folgende Abmessungen: Grösste Länge
ständigen technischen Reichsbehörde, der das Reichsgesund63,3m, grösste Breite 9,14m, Tiefe 4,65m, Tragfähigkeit 1160+ d. W.
heitsamt als eine besondere Abteilung einzufügen wäre, balDasselbe ist mit Wasserballast im doppelten Boden nach dem Cellu
digst gehoben werde.
Diese Behörde, die aus einer grösseren Anzahl ständiger larsystem versehen. Die Maschine arbeitet mit 7kg/qcm Ueberdruck; sie indicirte
Beamten bestehen müsste und von Fall zu Fall durch sach460 Pfkr. und betrug die bei der Probefabrt zurückgelegte Ge
verständige Industrielle zu verstärken wäre, würde mit allen schwindigkeit 101/4 Knoten.
Hilfsmitteln der Wissenschaft, insbesondere mit einem gut eingerichteten Laboratorium, auszustatten sein, das, wie in
England, gleichzeitig zur Heranbildung technischer Kräfte Dem Wunsche der Rheinischen Localabteilung des Vereines zur
für die Zollverwaltung dienen könnte. Wahrung der Interessen der chemischen Industrie Deutschlands ent
Im Interesse der Industrie dürfe man hoffen, dass der sprechend, bringen wir folgendes an den Generalsecretär unseres
Herr Reichskanzler sich diesem Gedanken gegenüber nicht Vereines gerichtetes Schreiben zur Kenntnis unserer Leser.
ablehnend verhalten werde, sobald seitens des Vereines Köln, den 15. November 1885.
die Anregung dazu gegeben sei, zumal da eine UebereinAuf der diesjährigen in Heidelberg abgehaltenen Hauptver
stimmung der Entscheidung in technischen Fragen für das sammlung des Vereines zur Wahrung der Interessen der
ganze Reich ein dringendes Bedürfnis sei.« chemischen Industrie Deutschlands« bildete einen Gegen
Der Vorstand des Vereines glaubte indessen von ins einzelne stand der Tagesordnung die Einsetzung einer technischen Be- gehenden Vorschlägen über die Organisation dieser Behörden Abhörde für das Deutsche Reich. Die gleiche Sache wurde auf stand nehmen und sich auf Begründung des Bedürfnisses beschränken der Dresdener Hauptversammlung des Jahres 1884 bereits angeregt
zu sollen. und in der Vorstandssitzung vom 25. April dieses Jahres weiter be
Die Rheinische Localabteilung wurde mit Vorberatung und Aushandelt.
arbeitung des Entwurfes zu einer bezüglichen Eingabe betraut und Das Ergebnis dieser Verhandlungen gipfelte darin, dass die ersucht, geeignetes Material für die Begründung des Bedürfnisses jetzt bestehende technische Deputation des preussischen Ministeriums einer technischen Behörde für das Reich von den Vereinsgenossen für Handel und Gewerbe in Berlin ihrer heutigen Zusammensetzung zu beschaffen. pach picht mehr den Anforderungen einer hochentwickelten Industrie
Namens der Rheinischen Localabteilung ersucht der ergebenst entsprechend erachtet wurde. Die preussische technische Deputation Unterzeichnete, ihm solches Material, welches zur Klarlegung der wurde nämlich bisher in allen Fragen, die das Gebiet der Concessio- bisherigen Missstände der bestehenden bezüglichen Einrichtungen nirung gewerblicher Anlagen, das Transportwesen, die Zölle, Steuern, dienen kann, baldmöglichst, jedenfalls bis zum Ende dieses Jahres, Vorschriften zum Schutze der Arbeiter , Anordnungen über Ver- zugehen zu lassen, damit die der Rheinischen Localabteilung des unreinigung der Wasserläufe usw. betreffen soweit nicht Special- Vereines zur Wahrung der Interessen der chemischen Industrie commissionen dazu berufen sind als beratende Instanz zur Ab- Deutschlands gestellte Aufgabe gelöst werden könne. gabe technischer Gutachten nicht allein für Preussen, sondern auch
Hochachtungsvoll für das deutsche Reich, herangezogen.
Der Vorsitzende: Dr. H. Grüneberg. » Unmöglich könne diese Behörde, so heisst es in dem Protokolle welche aus verhältnismässig wenigen, häufig wechselnden Mitgliedern bestehe, von denen nur wieder ein
Eisenbahn-Jubiläum. geringer Teil Erfahrungen in der Praxis und Technik ge
Der 7. December d. J., der Tag des 50jährigen Bestehens der sammelt hätte, imstande sein, das aus den verschiedensten ersten deutschen Locomotiv-Eisenbahn zwischen Nürnberg und Fürth, Zweigen der Technik ihr zugebrachte Material zu be- wurde dortselbst festlich begangen, und ist die Bedeutung dieses herrschen und zu bearbeiten.
Tages auch in der Presse vielfach hervorgehoben. Anlässlich desDie zahlreichen Klagen über Entscheidungen, die auf selben bringt u. a. der Wiesbadener »Rheinische Courier« in seinen grund technischer Gutachten gefällt wurden, seien zum Nummern vom 4., 5. und 8. December eine aus der Feder unseres grossen Teil auf die Zusammensetzung jener Behörde zurück- langjährigen Mitgliedes Karl Kesseler stammende culturgeschichtzuführen, die, unbeschadet der wissenschaftlichen Befähi- liche Skizze, die besonders der Männer ehrend gedenkt, welche die gung ihrer einzelnen Mitglieder, so weitgreifenden Auf- Locomotive von ihren ersten kindlichen Anfängen ihrer vollendeten gaben nicht gewachsen sei. In zahlreichen Fällen sei es Form entgegen geführt haben. Eine nähere Beschreibung der die preussische technische Deputation allein, die von den ersten Eisenbahnanlage Nürnberg - Fürth nebst Notizen über VorReichsbehörden befragt werde, und nur selten hätten die arbeiten, Kosten und Betriebsverhältnisse enthält das Centralblatt sachverständigen Behörden der kleineren Bundesstaaten der Bauverwaltung in seiner No. 49 vom 5. December 1885.
Selbstverlag des Vereines.
Commissionsverlag and Expedition: Julius Springer in Berlin N. – A. W. 8chade's Buchdruckerei (L. 8chade) in Berlin 8.
ZEITSCHRIFT DES VEREINES DEUTSCHER INGENIEURE.
Sobhaben
Band XXIX.
Sonnabend, den 26. December 1886.
No. 52.
Angelegenheiten des Vereines. Da die Bestellung und Bezahlung des Jahrganges 1886 der Zeitschrift bei der Reichspost für sämmtliche Mitglieder des. Vereines von hier aus (Geschäftsführung) geschieht, so werden die Mitglieder gebeten, etwa von ihren Postanstalten ihnen zugehende Aufforderungen zur Erneuerung des Abonnements unberücksichtigt zu lassen.
Th. Peters.
Zum Mitglieder-Verzeichnisse.
Aonderungen.
Berliner Bezirksverein. Robert Schmidt, Ingenieur und Patentanwalt, Berlin W., Potsdamerstr. 141.
Bezirksverein an der niederen Ruhr. Berthold Ulrichs, Ingenieur der A.-G. Harkort, Duisburg.
Siegener Bezirksverein.
Thüringer Bezirksverein.
Württembergischer Bezirksverein.
ро
Trockene Schiebercompressoren und Vacuumpumpen mit potenzirter Leistung,
Patent Burckhardt & Weiss.
(Hierzu Tafel XXXVI.)
(Schluss von Seite 997.) Abschnitt IV.
Die rein theoretische Arbeit einer solchen Luftpumpe ist A. Verhältnis zwischen dem Kraftverbrauche von Luft- also ganz unabhängig von der Grösse des schädlichen Raumes 1). pumpen »ohne« und » mit« Druckausgleich.
P
• Po In Textfig. 16 sei ABCD ein Indicatordiagramm einer
Ansaugetemperatur hängt die theoretische Arbeit nur von dem gewöhnlichen Ventil-) Luftpumpe ohne Druckausgleich, gleich-.
Gewichte der geförderten Luft ab, und ist also dieselbe, ob giltig, ob Compressor oder Vacuumpumpe, deren Cylinder
wir 1kg Luft von 1/10 Atm. zu 1 oder von 1 zu 10 oder von volumen einschl. schädlichen Raumes = J, deren schädlicher
5 zu 50 Atm. zusammendrücken, weil das CompressionsverRaum selber = Q J sei (wie früher Fig. 4 und 5, S. 932), und welche Luft von einer beliebigen Saugspannung po auf hältnis
| P
dabei immer = 10 ist. eine grössere Druckspannung p zusammendrücke.
Nun stellen wir auf gleiche Weise für eine Pumpe mit Fig. 16.
Druckausgleich die Arbeitsgleichung für einen vollen Hin-0
und Rückgang des Kolbens auf.
Die theoretisch indicirte Arbeit I'm = Fläche ABC DEFA (Textfig. 18) setzt sich hier wieder zusammen aus:
Fig. 18.
с
- *DN Po
下 FL
EIG K
low vo
- MOJA J
B
P Р
E
Po
YŁ setzt sich zusammen aus:
-*10.5* Hin
J Compressionsarbeit FABE + Verschiebungsarbeit BCKE
gang
des wiedergewonnener Expansionsarbeit C DGK Her- Kolbens
1) Dieses Resultat gründet sich auf die gemachte Annahme, dass do. Arbeit der Saugspannung. DGFA) gang
die Expansionsarbeit der im schädlichen Raume eingeschlossenen und unter Zugrundelegung des Mariotte’schen Gesetzes: Luft bei dem Kolbenrückgange wieder an die Maschine zurück
gegeben werde, wie es ohne Reibung der Fall wäre. Mit BeP
P р Lm= J.polog +0.p--a Jip log
Vo po
(35). rücksichtigung dieser Reibung kehrt sich aber dieses Verhältnis um, ро Po
wie folgende Betrachtung zeigt. Es ist aber v die bei jedem Hub effectiv in die Druck
Bei einer Luftpumpe ohne Druckausgleichung sitzt_im toten leitung weggedrückte Luftmenge von der Spannung p; also Punkte der volle Luftdruck p hinter der Kolbenfläche, siehe Textfig. 17 entspricht vop der Masse oder dem Gewichte der mit jedem (z. B. bei einem Cylinderdmr. von D=300mm und 4 Atm. UeberHub effectiv geförderten Luft; diese muss selbstredend gleich
druck wird p=2810kg!)
Dieser selbe Druck p wirkt nun auch auf die drei Zapfen: sein der Masse oder dem Gewichte der bei jedem Hub
Kreuzkopf, Kurbel und Welle. Während der Kolben den (kleinen) effectiv angesogenen Luft vopo d. h.
VP
= Vopo. Ferner ist nach Mariotte
a J.p= (J-0.). p..
lat
(36).
r
Fig. 17.
des
Ingenieure
HCDM Hingang
V. Po (37)
1
Po
1 - 22 Vernachlässigen wir nun überall die Glieder mit der zweiten Potenz der kleinen Grösse a, so wird 71 1 - 2
1; es fällt das letzte Glied in der Klammer in (41) weg,, und wir erhalten
po (42) « log. 1 ta
= Jr{log
Compressionsarbeit
KBCH + Verschiebungsarbeit
des - Expansionsarbeit
EFLM
Kolbens.
Rückgang
ро Vor allem ist auch hier wieder das Gewicht der bei jedem Hube effectiv angesogenen Luft dem Gewichte der bei jedem Hube effectiv in die Druckleitung weggedrückten Luft, d. h. wieder
Vopo
=VP, also:
р
(38)
ро Die vor und hinter dem Kolben gemeinschaftliche Ausgleichsspannung r finden wir (wie bei Formel 6, S. 933)
p•a J + po J=r(& J+J), also
pot pa
(39) 1 ta Ferner können wir das Cylindervolumen J zurückführen auf das effectiv angesogene Volumen v., indem wir unseren » volummetrischen Wirkungsgrad« definirten als das Verhältnis:
ๆ :
J & J (1 – a) woraus J=
(40)
ni (1-a)
po+pa
Pot pa Lim
a log
(1 + a) po und durch Ausmultiplication und weitere Umformung
P р
P 1ta
р (1 ta)
Po logo
a logo né (1 – 22)
р 1 ta
ро
P р (1 + a)
1 ta
P
Q2
ро
(41) ро
P р
Po 1 ta
ро
Vo
Vo
Vo
vo
(log.P (1+a)
р
р (1 + a)
1ta
Po L'm = v.p./(1+ a) log
ро
P 1 ta
Po Hier ist also die theoretische Arbeit abhängig von der Grösse des schädlichen Raumes (x; hingegen ist sie auch wieder direct proportional dem Gewichte (vipo) der effectiv geförderten Luft.
Wir können die Gleichung (42) noch weiter vereinfachen, wenn wir bedenken, dass in dem zweiten Gliede in der Klammer a immer eine kleine Grösse ist; dass ferner
р 1 ta
po, wenigstens für nicht grössere Compressionsgrade, 1 ta als solche in der Praxis vorkommen, nicht sehr verschieden von dem Werte » Eins« . ist; der Logarithmus dieses Bruches ist also nicht sehr verschieden von Null, d. h., das
р 1 ta
ро Product & log
ist auch eine kleine Grösse zwei
1+a ter Ordnung und kann als solche auch noch vernachlässigt werden, wonach wir den noch sehr genauen Näherungswert erhalten:
P
ро
(43)
P 1 ta
ро P
р welche Formel gilt für Compressionsgrade bis 20, ja selbst
ро bis 50, während für ungewöhnlich hohe Compressionsverhältnisse die genaue Formel (42) zu verwenden wäre.
Das Verhältnis der theoretisch indicirten Arbeiten, wenn ein gleiches effectives Volumen v. von der Spannung po auf ein kleineres Volumen mit der grösseren Spannung p zusammengedrückt werden soll, und zwar:
a) mittels einer Pumpe mit Druckausgleich,
ohne erhalten wir durch Division der Gleichung (43) durch (36):
р (1 + a)
Po
р
ро
(41)
Po
P р log
ро Der. Coëfficient « des schädlichen Raumes ist für diese Berechnung in dynamischer Hinsicht zu nehmen (vergl. oben S. 956), d. h. zu dem in volummetrischer Beziehung schädlichen Raume (Spielraum zwischen Kolben und Cylinderdeckel + dem Inbalte eines Kanales bis zur Schieberspiegelfläche) ist nun noch der speciell: nur in dynamischer Hinsicht schädliche Raum in den Austrittskanälen des Schiebers selber zu addiren. Wie wir an oben citirtem Orte dargelegt, haben wir die Construction unserer Schieber derart gewählt, dass dieser dynamisch schädliche Raum möglichst klein wird. Es beträgt. bei unseren Maschinen im Mittel: Uspielraum + Kanal 0,04 bis 0,05,
0,02 » 0,03. Also der Coëfficient der schädlichen Räume in dynamischer Beziehung Qdynamisch
0,06 bis 0,08. Für einen Mittelwert von a= 0,07 (den wir durch sorgfältige Einschränkung des Querschnittes der Cylinderkanäle vergl.
Weg a zurücklegt, sinkt der Druck p bis auf 0 und die Kurbel beschreibt den (grösseren) Winkel w.
Die von der gepressten Luft im schädlichen Raume entwickelte Expansionsarbeit É ist:
E=P:a. (wo.p eine abnehmende Grösse).
Sind ri, r, und na die bzgl. Wege am Umfange von Kreuzkopf-, Kurbel- 'und Wellenzapfen und f= dem Reibungscoëfffcienten, so ist die aufgezehrte Reibungsarbeit R:
R=P:f(r + 12 +13). Von der entwickelten Expansionsarbeit E wird also an die Gesammtmaschinen nutzarbeit nur die Differenz L zurückgegeben:
L=E-R=p a ist hier immer (wenigstens soll es so sein) eine kleine Grösse; f ist allerdings auch klein, dagegen ist die Summe (r1 +re+r3) durchaus nicht klein, so dass das zweite. Glied in der Klammer immer einen ansehnlichen Wert erhält und somit die Klammer, und damit auch L, sehr klein wird, ja sogar negativ ausfallen kann. Die von der Expansion der gepressten Luft im schädlichen Raum effectiv an die Maschine · zurückgegebene Arbeit ist daher meistens sehr klein, öfter 0, ja bei solchen Maschinen, wo der schädliche Raum (also auch a) sehr klein ist, sogar negativ, so dass noch Nutzarbeit extra für die dort vermehrte Reibung verbraucht wird. Genauere, aber dann weitläufige, Rechnungen an diese Betrachtung zu knüpfen, wird nicht beabsichtigt; es genügt, den Kundigen auf diese meistens nicht beachtete Eigenschaft des Kurbelmechanismus aufmerksam gemacht zu haben, wonach die aufgezehrte Reibungsarbeit bei einem solchen an den toten Punkten ein Maximum, etwa in der Mitte der Hubes aber ein Minimum ist, weil an den toten Punkten der Nutzweg a gegenüber den Reibungswegen r unendlich viel kleiner ist, als in der Mitte des Hubes.
(Schieber
Band XXIX. No. 52.
26. December 1885.
Weiss, Trockene Schiebercompressoren und Vacuumpumpen mit potenzirter Leistung.
1011
spruchen, wie ohne Druckausgleich; im letzteren Falle wäre aber die Volumenleistung (bei po = 1/20) gerade
1/20) gerade = Null geworden; sie müsste also mathematisch gesprochen unendlich gross gemacht werden, damit sie noch dieselbe effective Luftlieferung ergäbe, wie die Pumpe mit Druckausgleich, welche in diesem Falle noch 95 pCt. effective Volumenlieferung ergiebt (s. Tabelle I). Die » unendlich grosse« Pumpe würde aber auch unendlich grosse« Reibungsarbeit erfordern, gegenüber welcher die indicirte Nutzleistung – als endliche Grösse gar nicht mehr inbetracht käme. Also käme praktisch auch gar nicht mehr inbetracht, dass bei unserer Ausgleichspumpe der relativ kleine Teil der effectiven Gesammtarbeit, nämlich die indicirte Leistung, nahezu verdoppelt wird, weil der überwiegende Teil der Gesammtarbeit, die Reibungsarbeit, bei unserer kleinen Pumpe mit 95 pct. volummetrischem Wirkungsgrad unendlich viel kleiner ist, als diese Arbeit bei der unendlich grossen Pumpe mit dem volummetrischen Nutzeffecte Null.
Für den praktischen Betrieb einer Luftpumpe hat der Bedarf an theoretisch indicirter Arbeit allein keinen Wert, sondern nur der Bedarf an Gesammtarbeit, welche sich zusammensetzt aus indicirter Arbeit und aus Reibungsarbeit. Da nun die letztere für eine bestimmte Pumpe nahezu gleich gross bleibt, ob viel oder wenig Luft effectiv gefördert wird, so wird der effective Kraftaufwand für jede effectiv geförderte Mengeneinheit der Luft am so kleiner, je grösser die von der Pumpe effectiv gelieferte Luftmenge, also je grösser ihr 'volummetrischer Nutzeffect ist; und in welchem Masse der letztere durch den Druckausgleich vergrössert wird, das zeigen die Tabellen I u. II.
Folgende zwei Beispiele thun die thatsächliche Verminderung an effectiver Betriebskraft für unsere Pumpen dar.
.
In den Diagrammen I und II der Tafel XXXVI haben wir auch die reine theoretische Arbeit Lm zum Zusammendrücken der effectiven Luftmenge v. ohne Druckausgleich, begrenzt durch die »strichpunktirte« Isotherme, eingezeichnet. Die Grundlinie, das effectiv angesogene Luftvolumen, dieser Isotherme ist im Verhältnis des thatsächlich volummetrischen
So
S
Lim
1,22;
19,19cm
6,00;
Wirkungsgrades 'n = 0,95 (siehe Fig. 6 und 7, S. 933 und Bemerkung dazu) verkürzt. Durch Planimetriren dieser reinen theoretischen Arbeitsfläche Lm ohne Druckausgleich und ins Verhältnissetzen zur wirklichen isothermischen Arbeitsfläche L’m mit Druckausgleich erhalten wir aus den beiden Indicatordiagrammen die Werte des Verhältnisses y
I.
II. 18,94cm
21,74cm Ų ф
1,139 Lm
15,49cm während für die Compressionsverhältnisse
P р
4,30,
Po die Formel (45) ergiebt
& ф
1,13, also eine recht schöne Uebereinstimmung.
Wenn beispielsweise eine Vacuumpumpe mit Druckausgleich Luft aus dem Condensator eines Verdampfapparates unter der Spannung 1/10 Atm. abs. absaugt und ins Freie
P
1 drückt, wobei somit das Compressionsverhältnis
Po 1/10 so wird sie nach obiger Tabelle V für das Fördern einer gewissen effectiven Luftmenge 36 pct. mehr an theoretischer Arbeit erfordern, als es eine Pumpe ohne Druckausgleich für das Fördern derselben effectiven Luftmenge erfordern würde. Nach der Tabelle I (S. 934) über die volummetrischen Wirkungsgrade liefert aber die Pumpe mit Druckausgleich 44 pct. effectiv mehr Luft als dieselbe Pumpe ohne Druckausgleich, oder erstere könnte in diesem Verhältnisse kleiner gemacht werden.
Wäre das Compressionsverhältnis aber = 20, d. b. sollte die Vacuumpumpe Luft aus einem Raume, in dem 1/20 Atm. abs. Spannung herrscht, absaugen und ins Freie drücken, so würde sie mit Druckausgleich zwar 13/4 so viel Arbeit bean
10.
48, 7
1
a) Bei Vacuumpumpen: Hr. Gebhard teilt in seinem lehrreichen Vortrage (Z. 1885 S. 367) mit, dass eine von ihm indicirte gewöhnliche Ventilluftpumpe bei einem volummetrischen Wirkungsgrade n= 30 pOt. eine indicirte Arbeitsleistung L;= 6,8 Pfkr. ergab, , während laut Indicatorversuch die zugehörige Antriebsdampfmaschine eine indicirte Arbeit Di 9 Pfkr. entwickelte; dass somit die Reibung R=D:-- Li=9-6,8 = 2,2 Pfkr. aufzehrte. Dabei war die Umdrehungszahl in 1 Minute n = 48, und, da die Pumpe wohl diejenige war, von der auch die Diagramme Fig. 1 und 2 des erwähnten Aufsatzes herrühren, 80 wirkte ‘sie auf einen Verdampfapparat, in welchem ein Druck po = 1/4 Atm. abs. herrschte. Man hat also für die bestehende alte Ventilpumpe: indicirte Dampfarbeit D = Li+R= 6,80 + 2,20 = 9,00 Pfkr. bei n =
0,30 und po = 1/4 Wenn diese Pumpe durch eine unserer Schieberpumpen ersetzt würde, so würde für das Compressionsverhältnis р.
4 nach der Tabelle V die indicirte Arbeit Li ро steigen auf
L = yL;= 1,11 L; = 1,11 X 6,8 = 7,50 Pfkr. Der volummetrische Wirkungsgrad n' in Rücksicht auf den schädlichen Raum allein würde aber für obiges Compressionsverhältnis steigen auf n = 99 pct., wofür wir, unter Berücksichtigung der vorkommenden kleinen Undichtheiten in der Pumpe, erfahrungsgemäls 90 pct. annehmen dürfen. Der volammetrische Wirkungsgrad ist sonach auf das dreifache erhöht worden; also genügen bei einer gleich grossen Pumpe nunmehr 1/3 der vorher nötigen Hübe für dieselbe Leistung wie früher. Bei nur 1/3 der Anzahl von Hüben wird aber die Reibungsarbeit R auch auf 1/3 vermindert, d. h. auf
2,20 R
0,70 Pfkr. Die indicirte Dampfarbeit unserer gleich grossen Pumpe für die gleiche Luftmenge wie früher verminderte sich also auf
Die Li' + R 7,50 + 0,70 8,20 Pfkr., ist also um 0,80 Pfkr. kleiner geworden.
Wenn wir aber die alte Pumpe durch eine Schieberpumpe ersetzt bätten, so hätten wir diese letztere nicht nur
2:
1) Trägt man die Tabellenwerte y als Ordinaten zu den Abscissen
р
graphisch auf, so findet man, dass die complicirte Func
Po tion y sehr genau einer geraden Linie y=0,96 +0,04 L
(45)
ро entspricht, welche sehr einfache empirische Formel bis zum Compressionsverhältnis ?
20 ganz genau übereinstimmende Werte
Po mit der Formel (44) liefert, und welche bei Aufstellung des »dynamischen Wirkungsgrades« sehr gute Dienste leisten wird.
deutscher Ingenieure.
Am 23. October 1885 wurde
wurde der oben · erwähnte Vacuumyersuch in Beisein des Hrn. Oberingenieur Friedhoff jener chemischen Fabrik an diesem Compressor vorgenommen, d. b. die Luftableitung wurde mitten im regelmässigen Betriebe, ohne jede weitere Vorbereitung, abgeschlossen bezw. ins Freie gerichtet und der Ansaugestutzen in Verbindung mit einer Glasglocke gesetzt, in welche ein Quecksilberheberbarometer eingestellt war; der Compressor wirkte also nun als Vacuumpumpe, und zeigte dabei das Barometer einen Druck von nur 28mm Quecksilber an, oder, wie man gewöhnlich sagt, ein Vacuum von 73,2cm. Dass diese als Compressor gebrauchte Maschine eine solch hohe Luftleere erzeugte, wie sie mit gewöhnlichen eigentlichen trockenen Vacuumpumpen nicht hergestellt werden kann, beweist ohne weiteres, dass trotz des angestrengten langen Betriebes die arbeitenden Teile, nämlich Cylinderwand und Kolben sowie Schieber und Schieberspiegel, vollständig unverletzt geblieben waren, eine Folge der zweckmässigen Schmierung. In der That bestetigte auch Hr. Friedhoff aus eigener Anschauung, dass Cylinder und Schieberfläche vollständig glatt und blank seien. Es dürfte demnach der Schluss berechtigt sein, dass der Zeitpunkt der Notwendigkeit einer umfassenden Reparatur bei dieser Pumpe noch in weiter Ferner liege.
>>
B. Dynamischer Wirkungsgrad. Der effective Kraftverbrauch E einer Luftcompressionspumpe (gleichgiltig, ob Vacuumpumpe oder Compressor) ohne Druckausgleich für die effectiv gelieferte Luftmenge setzt sich
zusammen aus:
1. der reinen theoretischen Arbeit nach Mariotte
Lim
48
= 16 Doppelhübe in 1 Minute machen lassen, sondern 3 wohl etwa 80. Dadurch wären die Volumina von Dampfwie Luftcylinder auf 1/5 vermindert worden, und wäre damit die verlorene Reibungsarbeit noch weiter gesunken.
b) Bei Compressoren: Wie auch bei diesen infolge der Verminderung der Masse durch höheren Effect und höhere Umdrehungszahl der effective Kraftverbrauch ganz bedeutend herabgemindert werden kann gegenüber den früheren Constructionen, das zeigen in grossem Mafsstabe die Betriebsergebnisse der Compressorenanlagen am Gotthardtunnel, wie sie für dessen Nordseite im »Handbuch der Ingenieurwissenschaften« IV S. 235 u. 236 durch Hrn. Ingenieur A. Krebs auszugsweise mitgeteilt worden sind.
Diese Anlagen zerfallen in eine vorläufige, eine erste endgiltige und
da diese eben nicht ausreichte eine zweite endgiltige. Sehen wir von der vorläufigen Anlage ab, ebenso von 4 Stück Compressoren, die ihre Luft nicht aus dem Freien ansaugten, sondern schon gepresste Luft noch weiter zusammendrückten, so bleiben noch 19 Compressoren, und zwar 15 Stück von 420mm Cyl.-Dmr. und 650mm Hub und 4 620mm
900mm Diese sollten Umdrehungen in 1 Minute machen: die ersteren 80, die letzteren 70.
» Mit Rücksicht auf deren Construction«, heisst es aber in dem Bericht an einem Orte, und » mit Rücksicht auf den regelmässigen Gang der Conpressoren« am anderen Orte, mussten aber diese Umdrehungen herabgesetzt werden, und zwar bei beiden Sorten Maschinen auf 40. Also die häufig vorkommende Thatsache, dass Maschinenfabriken bei Ventilcompressoren höhere Umdrehungszahlen und damit höhere Leistung versprechen, als sich nachher halten lässt.
Der volummetrische Wirkungsgrad war nicht hoch zu 70 pCt. angenommen worden; » er erreichte aber bei normalen Verhältnissen kaum 50 pct.«.
Das Resultat war, dass, wenn man die in 1 Minute zu fördernden bezw. geförderten Luftmengen auf Luft von Atmosphärenspannung umrechnet, dass
269cbm Luft geliefert werden sollten, aber nur 102cbm Luft effectiv geliefert wurden, also nur 38 pct. der von den Maschinenfabriken zugesicherten Leistung.
Diese 102cbm effective Luftlieferung hätten bequem und unter Bürgschaft mit z. B. 5 Stück unserer Schiebercompressoren, Dmr. 500mm, Hub s = 600 mit 90 bis 100 Umdr. geleistet werden können, wie eine Vergleichung mit dem Versuche II, S.954, ergiebt.
Dass dann bei diesen 5 Stück gleichwertigen Compressoren, welche kaum grösser sind als die 15 Stück kleineren und viel kleiner als die 4 Stück grösseren Compressoren alten Systemes, ganz bedeutend an verlorener Reibungsarbeit gegenüber den 19 Stück gleichwertigen und thatsächlich verwendeten gespart und damit der effective Gesammtkraftverbrauch bedeutend verringert worden wäre, ist einleuchtend; ebenso liegt auf der Hand die ganz bedeutende Ersparnis an Anlagekapital. Dank der richtig durchgebildeten Schmierung verdienen unsere Maschinen aber auch hinsichtlich Dauerhaftigkeit und sich gleichbleibender Leistung den Vorzug.
Wir haben wiederholt auf die grössere Dauerhaftigkeit unserer Maschinen hingewiesen und sind in der Lage, solches aus der Praxis erhärten zu können.
Der von Burckhardt & Cie, Basel, an die badische Anilin- und Sodafabrik Ludwigshafen a/Rh. gelieferte Compressor, von dem auch das Diagramm I auf Tafel XXXVI herrührt, mit Luftcylinderdmr. D=300mm, Hubs = 350mm, Umdr.
. in 1 Min. n = 140, Luftüberdruck = 3 Atm., ist seit Anfang Juli 1884 bis heute in beinahe ununterbrochenem Tag- und Nachtbetrieb. Abgesehen von der rasch geschehenen Ausbesserung eines kleinen Versehens – der mittlere Führungsstift an der Rückschlagplatte war anfänglich nicht mit Sicherungskeil versehen worden gab der Compressor bei diesem angestrengten 5/4jährigen Tag- und Nachtbetriebe, entsprechend einem 24/2jährigen Tagbetriebe, keinen Anlass zu Reparaturen.
р = vopo log · nat - ;
Po 2. aus der Mehrarbeit D, verursacht durch die Wider
stände der Luft in der Pumpe: Drosselung; 3. aus der Mehrarbeit H, verursacht durch die Er
hitzung der Luft bei ihrer Compression; 4. aus der Mehrarbeit R, verursacht durch die Reibungen
der Maschinenteile.
beit Li bezw. Li, welche jeweilen durch Planimetriren aus einem genommenen Indicatordiagramm unmittelbar gefunden werden kann. Die Reibung R ist als besondere Arbeitsfläche unten an das Indicatordiagramm angebängt.
Als » dynamischen Wirkungsgrad« bezeichnet man nun gewöhnlich das Verhältnis der theoretischen Arbeit zur
Lim effectiven Gesammtarbeit, also das Verhältnis
E Wir ziehen jedoch vor, den reciproken Wert dieses Verhältnisses zu berechnen, und bezeichnen denselben als