Titel: Colladon, über einen neuen Heber.
Autor: Colladon,
Fundstelle: 1830, Band 38, Nr. X. (S. 18–22)
URL: http://dingler.culture.hu-berlin.de/article/pj038/ar038010

X. Ueber einen neuen Heber. Von Hrn. Colladon.

Aus den Annales de l'Industrie. N. IV. S. 280.

Mit Abbildung auf Tab. I.

Man bedient sich öfters, sowohl in der Landwirthschaft als in Gewerben, der Heber mit großem Durchmesser, z.B. zum Wässern der Felder, zur Speisung eines hydraulischen Widders u. dergl.

|19|

Erfahrung lehrte uns eine große Unbequemlichkeit an diesen Hebern kennen: sie hören nach einiger Zeit auf zu wirken, sobald ihre Höhe eine gewisse Gränze übersteigt, oder ihr Durchmesser von irgend einer bedeutenden Größe ist. Diese Unterbrechung rührt von der Verminderung des Drukes her, welchen die Flüssigkeit in dem Maße erleidet, als sie in dem Heber empor steigt. In Folge des Gesezes, nach welchem die Menge der Gasarten, welche die Flüssigkeiten auflösen, von der Stärke des Drukes abhängt, welchen diese Flüssigkeiten erleiden, läßt das Wasser die Luft in dem Maße fahren, als es in den Heber eintritt, und so wie diese Luft sich nach und nach in dem oberen Theile des Hebers anhäuft, hört endlich aller Ausfluß auf.

Man hätte eine Bemerkung machen können, welche zu einer Abhülfe dieses Unheiles hätte führen können; nämlich diese, daß, je kleiner der Durchmesser eines Hebers ist, desto weniger derselbe diesem Nachtheile unterworfen ist, und daß man, bei einer geringeren Höhe als 9 oder 10 Meter, dem Heber immer einen so kleinen Durchmesser geben kann, daß er ununterbrochen fortspielt.

Bisher suchte man diesem Nachtheile dadurch abzuhelfen, daß man an sehr großen Hebern oben einen Behälter anbrachte, den man mit Wasser füllte, und lezteren dann mit dem oberen Theile des Hebers in Verbindung brachte. Die Luft- oder Gasblasen, welche sich aus dem Wasser entwikeln, treten in diesen Behälter, Haufen sich in demselben an, und drüken nach und nach das Wasser aus demselben. Man wird einsehen, daß diese Wirkung nur eine Zeit über dauern kann, und daß die Länge dieser Zeit von der Größe des Behälters abhängt; daß man diesen Apparat immer im Auge halten muß, um das Wasser in dem Behälter von Zeit zu Zeit erneuern zu können. Dieser Apparat kann also nicht nur nicht für sich selbst auf eine ununterbrochene Weise fortwirken, sondern wird durch einen Behälter mit zwei Hähnen und von solcher Stärke, daß er einen außerordentlichen äußeren Druk ertragen kann, auch noch sehr kostbar.

Hr. Colladon suchte diese doppelte Unbequemlichkeit zu beseitigen, und gelangte auf eine höchst einfache Weise zu seinem Zweke: der Ausfluß des Wassers selbst im Heber diente ihm hierzu. Dieser neue Apparat ist in nachstehenden Figuren dargestellt. Fig. 1. zeigt ihn im Aufrisse, Fig. 2. im Grundrisse, Fig. 3. ist ein vergrößerter Durchschnitt eines Theiles des Hebers durch eine senkrechte nach der Linie VX in Fig. 2. gelegte Ebene.

Der Heber selbst besteht aus drei Theilen. ab, in Fig. 1. ist der aufsteigende Schenkel, der wie an den gewöhnlichen Hebern gebaut ist. Der horizontale Theil, bc, ist breit, und so abgeplattet, daß sein Durchschnitt eine sehr verlängerte Ellipse bildet, die nach ihrer kleineren Achse |20| abgeplattet, und deren größere Achse horizontal ist. Der Flächeninhalt dieser Ellipse muß dem Flächeninhalte des kreisförmigen Durchschnittes des aufsteigenden Armes, ab, gleich seyn, so zwar, daß die Geschwindigkeit des Wassers in dem aufsteigenden Arme jener in dem horizontalen Theile gleich ist. Das Ende, c, dieser lezteren krümmt sich beinahe in einen rechten Winkel, und geht in den absteigenden Arm, ee, über, welcher eine walzenförmige Röhre ist, deren Durchmesser etwas größer seyn muß, als jener der aufsteigenden Röhre. Dieser absteigende Arm muß senkrecht seyn. In dem Apparate, welcher zu den ersten Versuchen diente, war das Verhältniß dieser beiden Durchmesser ungefähr wie 6 : 5; Erfahrung allein kann bestimmen, welches Verhältniß das zwekmäßigste ist.

Fig. 3. zeigt den Durchschnitt nach der Linie VX, Fig. 2., des Hebers bei der Verbindung des horizontalen Stükes mit dem senkrechten Arme, ee; man sieht, daß das horizontale Stük, nachdem es sich vertical krümmte, um einige Centimeter in das Innere der absteigenden walzenförmigen Röhre, ee, eintritt, so daß ein freier Raum zwischen den Wanden der beiden Röhren bleibt.

Der Heber bietet demnach an diesem Orte eine rasche Verengerung dar, und es entsteht eine Veränderung in der Geschwindigkeit, in welcher die Flüssigkeit ausfließt, und eine Verminderung des Drukes im Inneren der Röhre. Die Veränderungen im Druke, welche durch plözliche Erweiterung einer Röhre entstehen, in welche eine Flüssigkeit ausfließt, wurden unter der Voraussezung berechnet, daß die Arme parallel laufen: diese Voraussezung hat aber in dem hier gezeichneten Falle nicht Statt. Man kann übrigens, ohne daß es nöthig wäre zur Analyse seine Zuflucht zu nehmen, bis auf einen gewissen Punkt voraussehen, welche Erscheinungen bei dem Ausflusse einer mit Gas gesättigten Flüssigkeit in einem solchen Heber Statt haben müssen.

Es erhellt aus den Versuchen des Hrn. Colladon, daß die Gasblasen, welche in diesen Apparat gelangen oder sich aus der Flüssigkeit entwikeln, beständig nach jenen Theil der Röhre gezogen werden, wo die plözliche Erweiterung, d, Statt hat, Fig. 1 und 3.; und wenn die Entwikelung solcher Blasen sehr stark ist, häuft die Luft sich in diesem Theile an, wie man in Fig. 3. sieht. Sie zertheilt sich aber alsogleich in eine unendliche Menge kleiner Blasen, welche von dem niedersteigenden Strome der Flüssigkeit fortgerissen werden, und nach einigen Secunden ist der Heber vollkommen von aller Luft gereinigt.

Um gehörig zu begreifen, was hier in diesem Apparate geschieht, muß man sich an dasjenige erinnern, was wir oben über die Dauer des Ausflusses der Flüssigkeiten in Hebern von einem kleinen Durchmesser gesagt haben. Wenn eine Gasblase in einer Oberfläche in dem Inneren |21| einer Flüssigkeit enthalten ist, so nähert sich die Form derselben desto mehr einer Kugel, als das Volumen derselben klein ist. Wirklich erreichen auch die Luftblasen, welche sich in einem sehr engen Heber entwikeln, die untere Wand alsobald, nachdem sie ein gewisses Volumen erreicht haben, und bilden eine Art von Stämpel, welcher durch die Differenz des Drukes, welche er auf seinen beiden äußersten Flächen erleidet, fortgetrieben wird: die Länge dieser Blasen steht beinahe im Verhältnisse mit dem Durchmesser derselben, und so veranlassen sie nur eine sehr geringe Veränderung im Druke, wenn sie sich in den absteigenden Arm eindrängen. In einem Heber von größerem Durchmesser kann die Luft sich in dem oberen Theile anhäufen, und sie wird nur dann in die absteigende Röhre getrieben, wann sie ein großes Volumen in demselben bildet, und der Unterschied im Gewichte, welcher dadurch veranlaßt wird, kann das Spiel des Hebers gänzlich unterbrechen.

Wir wollen nun versuchen die Phänomene zu erklären, welche bei diesem neuen Heber Statt haben. Wir haben gesagt, daß der obere Theil in verticaler Richtung sehr abgeplattet ist, und daß die Luft, die sich in diesen Apparat einschleicht, unmittelbar gegen das Ende, c, gejagt wird, wo die horizontale Röhre sich mit dem absteigenden Arme verbindet. Es scheint, daß die kleinen Gasblasen sich in diesem Falle weniger leicht vereinigen, indem sie nicht mehr eine einzige Linie verfolgen, welche in einer Fläche eingeschlossen ist, die durch die Achse und durch den Scheitel der Röhre läuft. Sie bilden abgeschiedene Kugeln, welche, in Hinsicht ihres Volumens, eine größere Oberfläche darbieten, und entweder durch Adhäsion, oder durch übermäßigen Druk, den sie in der Richtung des Ausflusses erleiden, fortgerissen werden.

Die plözliche Veränderung der Geschwindigkeit, welche aus der Vereinigung zweier Röhren von ungleichem Durchmesser in dem Theile, d, Fig. 1. entsteht, führt Verminderung des inneren Drukes als Resultat herbei, und strebt folglich die Luftblasen in jenen Theil zu ziehen, welchen der Wasserstrom gegen das Ende c der horizontalen Röhre reißt, und das Aufrühren (wenn man es so nennen darf), welches oben in dem senkrechten Cylinder, ee, durch die plözliche Zunahme des Durchschnittes der Röhre entsteht, zertheilt die Luft in eine Menge kleiner Blasen, die der Strom aus dem Heber führt. Es ist begreiflich, warum die absteigende Röhre senkrecht seyn muß. Wenn sie geneigt wäre, würden alle Blasen sich auf eine Seite begeben, und ihre Vereinigung könnte Blasen von solchem Umfange bilden, daß der Ueberschuß des Drukes des Wassers gegen ihre obere |22| Fläche die aufsteigende Kraft, die aus dem Unterschiede der Schwere dieser Blasen gegen das Wasser, das sie verdrängen, entsteht, nicht mehr überwinden könnte.

Suche im Journal   → Hilfe
Alternative Artikelansichten
  • XML
  • Textversion
    Dieser XML-Auszug (TEI P5) stellt die Grundlage für diesen Artikel.
  • BibTeX
Tafeln


Feedback

Art des Feedbacks:
Ihre E-Mail-Adresse:
Anmerkungen: