Titel: Earle, über die Ursachen der Explosionen der Dampfkessel.
Autor: Anonymus
Fundstelle: 1832, Band 43, Nr. LVI. (S. 242–245)
URL: http://dingler.culture.hu-berlin.de/article/pj043/ar043056

LVI. Ueber die Ursachen der Explosionen der Dampfkessel; von Thomas Earle.59)

Aus dem Repertory of Patent-Inventions, Supplement. Januar 1832, S. 424.

Es fanden schon öfters Explosionen bei Dampfmaschinen Statt, als man noch mehr Wasser in den Kessel pumpte, obgleich der Dampf, ehe das Wasser hinzukam, keine sehr hohe Expansivkraft zeigte. Man gibt allgemein zu, daß unmittelbar vor diesen Explosionen das Wasser in dem Kessel sehr niedrig stand, das Eisen daher großen Theils von Wasser entblößt war und sich stark erhizt hatte, und wahrscheinlich auch der Dampf einen ungewöhnlich hohen Temperaturgrad erlangt hatte. Dagegen hat man gefragt, ob die Wärme, welche den großen Dampfüberschuß und dadurch die Explosion hervorbringt, von dem heißen Eisen oder dem heißen Dampf, welcher vorher in dem Kessel enthalten war, abgegeben wird. Ich will diese Fragen zu beantworten suchen.

I. Frage. Wenn Dampf von hoher Temperatur Wärme abgibt, indem er hinzukommendes Wasser in Dampf von niedrigerer Temperatur verwandelt, wird dann die ganze Quantität des so erhaltenen Dampfes eine größere Elasticität unter einem gegebenen Volumen besizen, als der heiße Dampf allein hatte?

Der Dampf und alle Gasarten nehmen bekanntlich bei gleicher Temperaturerhöhung ziemlich gleich an Volumen zu. Man weiß ferner daß die Gasarten und der Dampf mit jedem Grad Fahrenheit, um welchen ihre Temperatur steigt, sich um ungefähr 1/480 des Volumens, das sie bei 32° F. einnahmen, weiter ausdehnen. Ueber 212° hinaus würden sie also mit jedem Grad um 1/600 des Volumens, welches sie bei dieser Temperatur einnahmen, zunehmen. Wenn daher ein Maaß Dampf von 212° um 660 Grade stärker erhizt wird, so muß es zwei Maaß unter demselben Druk geben, oder seine Kraft verdoppeln.

Wenn wir 1 Gallon Wasser von 212° F. noch 960 Wärmegrade ertheilen, so werden wir ungefähr 1700 Gallons Dampf unter atmosphärischem Druk erhalten: kommen noch 960 Wärmegrade und 1 Gallon |243| Wasser hinzu, so vermehren wir den Dampf auf 3400 Gallons: während, wenn in lezterem Falle die Wärme nur dem schon gebildeten Dampf ertheilt worden wäre, 663 Grade hingereicht haben würden, um den Dampf auf 340 Gallons zu vermehren. 960 + 960 = 1920 Wärmegrade brachten also im ersten Falle keine größere Wirkung hervor, als 960 + 663 = 1623 Wärmegrade im zweiten. Wenn zu schon gebildetem Dampf Wärmestoff hinzukommt, so ist er also wirksamer als dieselbe Quantität Wärme, wenn sie zu heißem Wasser hinzukommt: und die Erklärung der Explosionen durch Wasser, welches in Dampf verwandelt wird, indem es anderem Dampf den Wärmestoff entzieht, kann nicht richtig seyn; es müßte denn die specifische Wärme des Dampfes bei gleichem Gewicht viel größer seyn als die des Wassers; oder mit anderen Worten, es müßte eine viel größere absolute Quantität Wärmestoff nöthig seyn, um die Temperatur eines Pfundes Dampf um einen Grad zu erhöhen, als erforderlich ist, um ein Pfund Wasser um einen Grad zu erwärmen.

Dr. Crawford schloß aus seinen Versuchen, daß die specifische Wärme des Dampfes um 50 Procent größer als die des Wassers ist. Wenn sich dieses so verhielte, müßte die Wirkung einer gewissen Quantität Wärmestoff, wenn sie zu Dampf oder heißem Wasser hinzukommt sich beinahe gleich seyn. Nach den neueren Versuchen von Delaroche und Berard hingegen, welche mehr Zutrauen verdienen, ist die specifische Wärme des Wassers größer als diejenige des Dampfes, und zwar im Verhältniß von 1,000 : 0,847. Hieraus würde hervorgehen, daß Wärme an Dampf abgegeben, eine fast doppelt so große Wirkung hervorbringt, als wenn man sie benuzt, um mehr Dampf zu erzeugen. Wir mögen übrigens den Angaben des Hrn. Crawford oder denjenigen von Delaroche und Berard folgen, so wird sich immer ergeben, daß keine Explosionen dadurch hervorgebracht werden können, daß man Wasser (und sollte es auch eine Temperatur von 212° F. haben) in stark erhizten Dampf pumpt, wenn nicht andere Ursachen mitwirken.

II. Frage. Können Explosionen hervorgebracht werden, indem man Wasser auf rothglühendes Eisen pumpt?

Die specifische Wärme des Eisens verhält sich zu derjenigen des Wassers wie 7,788 zu 1,000 oder in ganzen Zahlen wie 8 zu 1, und die specifische Wärme des Eisens zu derjenigen eines gleichen Gewichtes Wasser wie 0,1255 zu 1, oder wie 1 zu 8.60) Es ist ungefähr acht Mal so viel Wärmestoff nöthig, um ein Pfund Wasser auf einen Grad |244| zu erhizen, als um ein Pfund Eisen einen Grad zu erhizen: hingegen ungefähr gleiche Quantitäten, um ein gegebenes Maaß, z.B. einen Kubikzoll jeder Substanz auf dieselbe Temperatur zu erhöhen. Wenn daher ein Kubikzoll Eisen von 300° auf 250° abkühlt, so strahlt er 1700 Mal so viel Wärme aus, als ein Kubikzoll Dampf von 300°, wenn er eben so weit abkühlt: und ein Kubikzoll rothglühendes Eisen von 1172 Grad enthält Wärmestoff genug, um einen Kubikzoll Wasser in 1700 Kubikzoll Dampf zu verwandeln.

Hieraus folgt, daß Explosionen sehr leicht hervorgebracht werden können, indem man Wasser auf heißes Eisen bringt, und dieß beweist auch Perkins' Dampfkanone. Wenn die Generatoren dieses Mechanikers nicht stärker gewesen wären als gewöhnliche Kessel, so würden sie durch ein Drittel der Kraft, die er durch Besprizen ihres rothglühenden Eisens mit Wasser erzeugte, zerstört worden seyn: und bei aller Stärke würden sie dennoch zerplazt seyn, hätte er eine hinreichende Menge Wasser hineingepumpt, ohne dem erzeugten Dampf einen Ausweg zu gestatten.

Ein Kubikfuß heißes Eisen liefert, wenn er auf 32° abkühlt, Wärme genug, um einen Kubikfuß eiskaltes Wasser in 13,600 Gallons Dampf bei dem Druk der Atmosphäre zu verwandeln: und ein einziger Quadratfuß 1/16 Zoll dikes Kesseleisen enthält, wenn er hell rothglühend ist, Wärmestoff genug, um 88 Gallons Dampf zu bilden. Nun nimmt aber sehr wahrscheinlich die Wassermenge in den Dampfkesseln nicht selten so ab, daß 10 oder 15 Quadratfuß rothglühend werden. Wenn also diese Fläche nur die Hälfte ihrer Wärme verliert, so erzeugt sie Dampf genug, um mit dem bereits vorhandenen fast jeden Kessel zu zersprengen.

Kühlt ein Theil eines Dampfkessels plözlich ab, so wird er ohne Zweifel sehr geschwächt; daher finden wir, daß der Sprung der Dampfkessel oft der Wasserlinie folgt, welche Linie wahrscheinlich durch eine neue Speisung mit Wasser oder durch eine Bewegung des Dampfbothes, die das Wasser auf das erhizte Eisen einer Seite desselben hob, hervorgebracht wurde.

Die Explosionen, welche um die Zeit erfolgten, wo man auf ein Werft kam oder dasselbe verließ, können dem Umstande zugeschrieben werden, daß das Both sich aus irgend einem Grunde zum Theil auf eine Seite neigte und dadurch das Wasser mit dem heißen Eisen des Kessels in Berührung kam.

Meine Bemerkungen führen also auf die Folgerung, daß ein großer Theil der Explosionen dadurch veranlaßt wird, daß das Wasser auf stark erhiztes Eisen gebracht wird; um denselben zuvorzukommen, müssen die Mechaniker die Kessel so einrichten, daß derjenige |245| Theil, welcher der größten Hize ausgesezt ist, nicht zuerst von Wasser entblößt, ferner keine große Fläche entweder plözlich troken oder plözlich mit Wasser bedekt werden kann: das Wasser sollte auch immer in den tiefsten Theil des Kessels gepumpt werden.

Diese Abhandlung wurde in dem Franklin Institution am 24. Febr. 1831 vorgelesen.

|243|

Aus einigen Versuchen scheint sich zu ergeben, daß die specifische Wärme des Eisens sich zu derjenigen eines gleichen Gewichtes Wasser wie 1 zu 9 verhält. Dieser Unterschied ist aber zu unbedeutend, als daß er das Resultat unserer Berechnung wesentlich abändern könnte. A. d. O.

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

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