Titel: Ueber Dampfkessel und Dampf-Maschinen.
Autor: Herausgeber,
Fundstelle: 1829, Band 31, Nr. LXXI. (S. 241–245)
URL: http://dingler.culture.hu-berlin.de/article/pj031/ar031071

LXXI. Bemerkungen über Dampfkessel an Dampf-Maschinen.

Von dem Herausgeber des Register of Arts etc. N. 54. S. 93. (30. Dec. 1828).

Da Dampf nichts anderes, als Wasser in einem höchst verdünnten Zustande ist, welcher Zustand durch die abstoßende Kraft des Wärmestoffes, der sich zwischen die Theilchen des Wassers eindrängt, entsteht; so folgt, daß eine gewisse Menge Wärmestoffes nur eine gewisse Menge Wassers in Dampf verwandeln kann; es liegt nichts an der Form des Apparates, durch welchen die Hize angebracht wird, wenn nur die Hize in das Wasser eindringt103). Derjenige Kessel wird daher im Allgemeinen der beste seyn, bei welchem am wenigsten von der Hize, die das Brenn-Material gewährt, verloren geht, oder, mit anderen Worten, derjenige, an welchem die größte Menge Hize zur Erzeugung des Dampfes benüzt wird. Da aber ein Luftzug durch den Rost in den Schornstein zur Unterhaltung des Feuers nothwendig ist, so geht ein Theil der Hize dadurch unvermeidlich verloren: diesen Verlust auf ein Minimum zu reduciren, muß daher ein Hauptzwek bei Einrichtung eines Dampfkessels seyn. Dieser Zwek wird am besten erreicht, wenn man die erhizte Luft so viel als möglich aufwärts gegen die untere Fläche des Kessels leitet, und an dieser anstoßen läßt, indem, bei dem Streben, welches die Hize nach aufwärts äußert, die Seiten-Wirkung derselben sehr gering, und die Wirkung nach abwärts noch weit geringer ist.

Da ferner die Hize durch den Körper des Kessels dem Wasser mitgetheilt wird, so ist es wesentlich nothwendig, daß das Material, aus welchem der Kessel verfertigt wird, auch der beste Wärme-Leiter ist. In dieser Hinsicht ist Kupfer dem Eisen bei weitem vorzuziehen; lezteres wird aber weit allgemeiner gebraucht, weil es weit wohlfeiler ist; vielleicht ziehen einige dasselbe auch aus dem Grunde vor, weil das Eisen eine größere Zähigkeit oder Cohäsions-Kraft, als das Kupfer, besizt.

Wir sind indessen geneigt zu glauben, daß kupferne Kessel, aus mehreren Gründen, wirklich weit wohlfeiler zu stehen kommen, als eiserne. Was nämlich, 1) den Gestehungs-Preis betrifft, so ist der Arbeitslohn für Kupfer und Eisen beinahe gleich, und kann nicht in Anschlag |242| gebracht werden; der Unterschied im Preise liegt daher einzig und allein in dem verschiedenen Werthe der beiden Metalle: das Eisen gilt zwei Pence (6 Xr.) das Pfund, und das Kupfer zwölf Pence (36 Xr.)104). Wenn aber ein eiserner Kessel unbrauchbar geworden ist, so ist das alte Eisen kaum des Herausnehmens werth, während altes Kupfer noch zehn Pence (30 Xr.) gilt: denn auf der Kupfer-Mühle rechnet man für Umarbeitung des alten Kupfers in neues zwei Pence (6 Xr.) für das Pfund. Da nun der Besizer eines kupfernen Kessels 10 Pence für das Pfund Kupfer wieder bekommt, so hat er nicht mehr für Kupfer, als für Eisen gegeben105).

Es ist durch die Versuche mehrerer Physiker erwiesen, daß Eisen weit mehr Zähigkeit (Dehnbarkeit, Cohäsions-Kraft) besizt, als Kupfer; im Durchschnitte, denn ihre Angaben weichen sehr ab, um Ein Drittel mehr. Allein, bei der größeren Gleichförmigkeit des Gefüges des Kupfers (der Lage der Krystalle oder der Fasern desselben), bei dem Umstande, daß es weniger Fehler (Sprünge, Risse) hat, kann man sich auf Kupfer, so wie es von der Mühle (bei uns, die wir Kupfer hämmern, statt streken oder walzen, vom Kupferhammer) herkommt, mehr verlassen, als auf Eisen. Diese Ansicht haben wenigstens alle Dampfkessel-Fabrikanten, und handeln auch nach derselben: sie nehmen zu Dampfkesseln, die für gleichen Druk bestimmt sind, immer dünnere Kupfer- als Eisen-Platten. Erfahrung hat, wie es uns scheint, diese Regel angegeben, die wahrscheinlich aus der Beobachtung hervorging, daß, wenn ein kupferner Kessel berstet, er nur aufgerissen wird, während ein Kessel aus geschlagenem Eisen nicht selten in Stüke zersprengt wird, die alles zerschmettern, was ihnen im Wege steht. Dieser Umstand bringt die ersten Kosten des Kupfers auf die des Eisens zurük.

Allein der Umstand, daß das Kupfer ein weit besserer Leiter ist, als das Eisen, ist gleichfalls von wichtiger Bedeutung. Unglücklicher Weise hat man über die Leitungskraft der Metalle noch keine hinlänglich genaue und entscheidende Versuche, nach welchen man Berechnungen anstellen könnte; denn, obschon alle Versuche darin übereinstimmen, daß Kupfer ein weit besserer Wärme-Leiter ist, als Eisen, so fehlt es noch an numerischen Verhältnissen der Leitungskräfte dieser beiden Metalle, und mehrerer anderer. Die größere Leitungs-Fähigkeit des Kupfers als Thatsache angenommen, folgt, daß ein eiserner Kessel von |243| gleicher Dike, wie ein kupferner, mehr Feuerung nöthig haben wird, um in derselben Zeit dieselbe Wirkung, d.h., dieselbe Menge Dampfes zu erzeugen, als ein kupferner; denn es ist offenbar, daß ein Theil der erhizten Stoffe, die auf die Kupferfläche des Kessels stoßen, von derselben nicht aufgenommen wird, und da die Leitungskraft des Eisens noch geringer ist, so muß, bei diesem, noch eine größere Menge der Produkte des Feuers unangewendet oder umsonst verloren gehen. Wenn wir aber auch das Verhältniß der Leitungskraft beider Metalle kennen würden, so würden wir doch noch immer nicht im Stande seyn, die praktischen Vortheile der Anwendung des einen Metalles vor dem anderen mit Genauigkeit zu bestimmen; denn, wenn die Zeit, die zwischen dem Anstoßen der erhizten Luft an dem Boden des Kessels und dem Eintritte derselben in den Schornstein größer wäre, als die Zeit, die der Wärmestoff zu seinem Durchgange durch einen eisernen Kessel braucht, so stünden die Wirkungen nicht im Verhältnisse der Leitungskräfte der Metalle.

Das Springen der Gefäße, die der Hize ausgesezt sind, rührt nicht selten von der ungleichen Ausdehnung derselben her; aus diesem Grunde springen dikere Gefäße weit leichter. Das dünne Glas einer Oehlflasche widersteht der Hize einer Argand'schen Lampe, während ein dikes gläsernes Gefäß unvermeidlich über derselben bricht. Dieß rührt davon her, daß Glas beinahe der schlechteste Wärme-Leiter ist. Die erhizten Theile dehnen sich aus, während die kalten sich nicht ausdehnen, und dadurch entsteht Trennung. Kessel aus Gußeisen springen sehr oft aus demselben Grunde. Kessel aus geschlagenem Eisen, die bessere Wärme-Leiter sind, sind sicherer, als Kessel aus Gußeisen, und aus demselben Grunde sind Kessel aus Kupfer noch sicherer, als Kessel aus geschlagenem Eisen. Die Gränzen unserer Blätter gestatten uns nicht, diese Gegenstände so genau, wie wir wünschen, im Detail zu verfolgen; indessen scheinen obige Betrachtungen die Vorzüge kupferner Kessel vor den eisernen hinlänglich erwiesen zu haben.

Bei jedem Kessel überhaupt muß der Boden desselben eine solche Ausdehnung erhalten, daß er im Stande ist so viel Hize zu verschlingen, als zur Erzeugung der verlangten Menge Dampfes nothwendig ist; die wenige Hize, die er von der Seite erhält, soll nur verhindern, daß in dem oberen Theile des Kessels keine Verdichtung Statt haben kann. Dem Rauche soll, ehe er in den Schornstein aufsteigt, so viel möglich alle Hize entzogen werden, indem man denselben mit der Speisungs-Röhre in Verbindung bringt, durch welche der Kessel mit kaltem Wasser versehen wird.

Es geht eine bedeutende Menge Brenn-Materiales umsonst verloren, wenn man Dampf durch verstärkte Hize auf einer kleinen Oberfläche |244| erzeugen will. Die Anwendung einer mäßigen Hize, 800° F. (355° R.) auf eine große Oberfläche ist weit ökonomischer. Ein Kubikfuß Wasser, in Einer Stunde in Dampf verwandelt, wie als Aequivalent der Kraft eines Pferdes gerechnet, und Hr. Watt bemerkt, daß man diese Menge Dampfes in Einer Stunde auf einer Kesselfläche von 8 Fuß erzeugen kann, wenn der Ofen gehörig gebaut ist. Gewöhnlich rechnet man in der Praxis eine Bodenfläche von 4-5 Fuß am Kessel, um Einen Kubikfuß Dampf in Einer Stunde zu erzeugen.

Man hält es für wesentlich nothwendig, daß ein Kessel vier oder fünf Mal so viel Wasser enthält, als er in Einer Stunde absiedet, und es ist einleuchtend, daß er so viel Raum über dem Wasser fassen muß, als nöthig ist die Menge Dampfes zu enthalten, die zu jedem Stoße nothwendig ist, ohne daß die Elasticität desselben wesentlich dabei litte. Zu diesem Ende muß also der Dampfraum so groß seyn, daß Dampf zu 8-10 Stößen des Stämpels der Maschine darin Plaz findet.

Zu großen Maschinen nimmt man gewöhnlich zwei, drei oder mehrere Kessel, um sie mit dem nothwendigen Dampfe zu versehen: einer derselben dient zum Vorbehalte, wenn einer oder der andere der übrigen ausgebessert werden muß. Man muß immer einen Kessel im Vorrathe haben, wenn das Stillstehen der Maschine von großem Nachtheile seyn sollte. Zu diesem Ende hat man an den London Portable Gas Works bei einer Dampf-Maschine, die nur die Kraft von 10 Pferden hat, zwei Kessel (Gurney's Röhren-Kessel), die abwechselnd gebraucht werden.

Die Kessel müssen drei Mal so stark seyn, als der Druk an der Sicherheits-Klappe es fordert, wenn sie bei hohem Druke arbeiten sollen; bei niedrigem Druke können sie etwas schwächer seyn.

Es gibt noch verschiedene andere Umstände, auf welche man bei dem Baue der Kessel Rüksicht nehmen muß: der wißbegierige Leser wird dieselben in Hrn. Tredgold's trefflichem Werke über die Dampf-Maschine umständlich behandelt finden. Da der Raum unserer Blätter zu sehr beschränkt ist, so bemerken wir bloß, daß ein großer Theil der Stärke eines Kessels von der Form desselben abhängt. In unserem Register sind beinahe alle bisher versuchten und angewandten Formen beschrieben; wir führen hier die Bände- und Seitenzahl an, auf welcher jeder unserer Leser, der sie kennen lernen will oder muß, sie beschrieben findet106).

I. Bd. Perkins's S. 370. II. Bd. M'Curdy's S. 178.
II. Smith's 89. - Barton's 194.
- Horton's 146. - Chapman's 226.
|245|
III. Bd. Bd. Hall's S. 49. IV. Bd. M'Curdy's S. 1.
- Rd. Evans's 1. - Oliver Evans's 302.
- Paul's 69. - Robertson's 314.
- Bellingham's 84. - Woolf's 335.
- Alban's 114. - James's 354.
- Maudslay und Fields 132. - Perkins's 451.
- Wadsworth's 158. - Poole's 457.
- Moore's 223. - Christie's 484.
- Thompson und Burr's 233. II. N. Series. Gurney's 20.
- L. H's 339. - Long's 120.
- De Caus's u. Branca's 237. 238. - Steenstrup's 256.
- Blakey's 348. - Scott's 352.
- Leupold's 284. III. Tippett's 82.
|241|

Dieß hängt jedoch allerdings von der Form ab. A. d. U.

|242|

Wir lernen aus diesen Preisen des Eisens und Kupfers in England, daß, in unserem Geldswerthe, d.h., im Verhältnisse zum Preise der Lebens-Mittel, 1 Pfd. Eisen in England so viel kostet, als wenn es bei uns 1 Xr., 1. Pfd. Kupfer so viel, als wenn es bei uns 6 Xr. kosten würde. A. d. U.

|242|

Wenn man bei großen Kesseln sehr genau rechnen will, kommt jedoch das Interesse der 10 Pence für 16 Pfunde in Anschlag.

A. d. U.

|244|

Sie sind fast alle in unserem polytechn. Journale beschrieben und abgebildet, und in den Registern leicht nachzuschlagen. A. d. R.

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