Titel: Combes, über Reactionsräder.
Autor: Combes,
Fundstelle: 1838, Band 70, Nr. XLVII. (S. 197–200)
URL: http://dingler.culture.hu-berlin.de/article/pj070/ar070047

XLVII. Ueber die Reactionsräder. Auszug aus einer größeren Abhandlung des Hrn. Combes. Vom Verfasser selbst ausgezogen.

Aus dem Echo du monde savant, 1838, No. 33.

Unter dem Namen Reactionsräder oder Reactionsmaschinen versteht man Apparate, welche aus mehreren, an beiden Enden offenen, und um eine feststehende Achse beweglichen Canälen zusammengesezt sind. In diesen Canälen circulirt eine tropfbare oder gasförmige Flüssigkeit auf solche Weise, daß sie beständig gänzlich davon erfüllt sind, und zwar dergestalt, daß die relative Bewegung der Flüssigkeit kurze Zeit, nachdem die rotirende Bewegung der Maschine um die feststehende Achse Gleichförmigkeit erlangt hat, permanent wird.

Auf solche Art definirt zerfallen die Reactionsapparate in zwei Classen. Zur ersten Classe gehören jene, denen die rotirende Bewegung um die feststehende Achse durch den Druk mitgetheilt wird, den die in den beweglichen Canälen strömende Flüssigkeit gegen deren Wände ausübt. Es sind dieß Triebwerke, die zur Aufsammlung und Fortpflanzung der Kraft oder Arbeitsleistung eines Wasserfalles, einer in Bewegung befindlichen Flüssigkeit, eines comprimirten Gases etc. dienen. Hieher gehört das Rad von Segner, welches Euler in den Jahren 1750 und 1751 studirte, und welches von Manoury d'Ectot modificirt und verbessert wurde; ferner das von Euler selbst angegebene Rad, dessen Theorie dieser berühmte Mathematiker im Jahr 1754 in den Abhandlungen der Berliner Akademie feststellte.

Zur zweiten Classe dagegen gehören jene Räder, bei welchen der Achse mit den Canälen durch eine äußere Kraft Bewegung mitgetheilt wird, und wo durch den Druk der Canalwände auf die in ihnen befindliche Flüssigkeit, eine Bewegung der lezteren hervorgebracht wird. Hieher sind zu zählen die von Demour im Jahr 1732 angegebene, und 1751 in den Berliner Denkschriften gleichfalls von Euler beschriebene Maschine zum Wasserheben durch die Wirkung der Centrifugalkraft; der aussaugende und blasende Ventilator mit Centrifugalkraft, |198| über den ich am 16. April 1838 vor der Akademie zu Paris einen Vortrag hielt.

Die diesen beiden Gassen von Apparaten zu Grunde liegen Theorie ist dieselbe; die Gleichungen, welche ich in meiner eben erwähnten Abhandlung über den Ventilator mit Centrifugalkraft angegeben habe, finden mit einigen sehr einfachen Modificationen sowohl auf die Treibräder, als auch auf die zum Wasserheben bestimmte Maschine, die den Gegenstand meiner gegenwärtigen Abhandlung bildet, ihre Anwendung.44) An den leztern Rädern wird die treibende oder auch die in Bewegung gesezte Flüssigkeit in unbeweglichen Röhren den beweglichen Canälen zugeführt, wie dieß an der Euler'schen Maschine vom Jahr 1754 der Fall ist. Der Druk, den die in Bewegung befindliche Flüssigkeit bei dem Uebergange aus den unbeweglichen Röhren in die beweglichen Canäle ausübt, ist im Allgemeinen dem des umgebenden Mediums nicht gleich. Er wechselt unter übrigens gleichen Umständen nach der Angulargeschwindigkeit des Rades und zwar in umgekehrtem Verhältnisse mit dieser, und da das von den Rädern in der Zeiteinheit verbrauchte Volumen Wasser zugleich mit dem Druke auf die Ausflußmündungen der unbeweglichen Röhren wechselt, so folgt hieraus, daß dieses Volumen von der Angulargeschwindigkeit des Rades abhängt.

Was das Treibrad betrifft, so besteht für dieses eine gewisse Geschwindigkeit, bei der die gesammte Bewegkraft des Wassers an die Maschine fortgepflanzt wird, wobei jedoch die Reibung, auf die ich bei meinen Berechnungen keine Rüksicht genommen, in Abzug zu bringen ist. Bei allen von dieser abweichenden Geschwindigkeiten findet also Verlust Statt, weil das Wasser das Rad nicht mit gar keiner Geschwindigkeit verlassen wird, und weil also beim Austritte des Wassers aus den unbeweglichen Röhren und bei dessen Uebergang in die beweglichen Canäle ein Stoß Statt finden muß. Meine Formeln geben das Maaß für diesen Verlust, und zeigen, daß selbst bei großen Abweichungen von der dem Maximaleffecte entsprechenden Angulargeschwindigkeit, die Abweichungen mögen darüber oder darunter gehen, der Verlust doch immer nur ein kleiner Theil der Gesammtleistung bleibt. Folgende Tabelle zeigt bis zur Evidenz den Einfluß dieses Wechsels der Radgeschwindigkeit auf den Verbrauch an Wasser und auf den Verlust an der Leistung. Sie bezieht sich auf ein Rad, welches in jeder Secunde bei einer Drukhöhe von 1,50 Meter, dessen |199| ganzer Durchmesser nur 0,60 Meter betrüge, gewöhnlich 170 Liter Wasser verbrauchen sollte.

Textabbildung Bd. 70, S. 199

Die zum Wasserheben bestimmte Maschine bietet ähnliche Resultate.

An den meisten Wässern wechselt das Volumen des Wassers nach den Jahreszeiten in sehr hohem Grade, so zwar, daß ein und dasselbe Wasserrad zur Winterszeit oft zwei und drei Mal soviel leistet, als zur Zeit andauernder Trokenheit. Wenn die Arbeit nicht durch Zeiträume der Ruhe unterbrochen wird, während deren man das zum Treiben dienende Wasser in großen Reservoirs aufspeichern kann, so ist es unumgänglich nothwendig, die Maschine mit einer Schuzbrett-Vorrichtung zu versehen, bei der es möglich ist, die Quantität des zuströmenden Wassers unter beiläufiger Beibehaltung der Angulargeschwindigkeit genau zu verbrauchen. Daß die Zahl der von den Rädern betriebenen Mechanismen übrigens mit der Triebkraft im Verhältnisse stehen müsse, versteht sich von selbst. Die Schüzenvorrichtung für das Reactionsrad muß nothwendig an diesem selbst angebracht werden; und damit der Nuzeffect der in dem Wasservolumen vorkommenden Schwankungen ungeachtet immer derselbe bleibe, muß diese Vorrichtung zugleich oder gleichzeitig auf die Ein- und Austrittsmündungen der beweglichen Canäle wirken, welche Mündungen, beiläufig bemerkt, in einem constanten, durch |200| die Gleichungen der Bewegung bestimmten Verhältnisse zu einander stehen müssen. Ich habe nun in meiner Abhandlung eine derlei Vorrichtung angegeben, welche nicht nur diesen Bedingungen Genüge leistet, sondern bei der es zugleich möglich ist, die Höhe der beweglichen Canäle in ihrer ganzen Ausdehnung mit dem Volumen des zu verbrauchenden Wassers in Verhältniß zu bringen, während den das Wasser herbei leitenden unbeweglichen Röhren nur eine Höhe gelassen ist, die jener der beweglichen Röhren gleich kommt. Mittelst dieser Vorrichtung wird, wenn nur die Drukhöhe und die Angulargeschwindigkeit keine Veränderung erleiden, das Rad bei jedem beliebigen Wasservolumen stets in den theoretischen Bedingungen des Maximal-Effectes bleiben.

Das von Euler angegebene Rad läßt keine Schüzenvorrichtung zu, bei der mehr oder weniger Wasser verbraucht werden könnte; und daher dürfte es wohl rühren, warum dasselbe bei dem trefflichen Beweise, den der Erfinder für die Richtigkeit der Theorie gab, beinahe ohne alle praktische Anwendung blieb. Uebrigens muß ich bemerken, daß man in neuerer Zeit die Euler'sche Maschine sehr mit Unrecht den Rädern mit krummen Schaufeln, die sich um eine senkrechte Achse drehen, und deren Theorie Borda im Jahr 1767 feststellte, beigezählt hat; sowie man auch die wahren Principien der Reactionsräder, wie sie von Euler festgesezt wurden, vergessen zu haben scheint.

|198|

Man findet die hier erwähnte Abhandlung im polytechnischen Journale Bd. LXIX, S. 128 und S. 279.

A. d. R.

|199|

Bei dieser Geschwindigkeit kommt die mitgetheilte Leistung dem Gesammt-Effecte gleich.

A. d. O.

|199|

Das Rad dreht sich hier nicht, sondern das Wasser tritt mit der durch die Drukhöhe bedingten Geschwindigkeit aus.

A. d. O.

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