Titel: Armstrong, über die Verschiedenheit der Nuzeffecte der Dampfmaschinen.
Autor: Armstrong, Robert
Fundstelle: 1840, Band 75, Nr. LXIX. (S. 417–420)
URL: http://dingler.culture.hu-berlin.de/article/pj075/ar075069

LXIX. Ueber die Verschiedenheit der Nuzeffecte der Dampfmaschinen, bei deren Betrieb nach dem in Cornwallis und Lancashire gebräuchlichen Systeme. Von Hrn. R. Armstrong in Manchester.

Aus dem Civil Engin. and Architects Journal. Jan. 1840, S. 4.

Da es dermalen beinahe von Niemandem mehr bezweifelt wird, daß die in Cornwallis gebräuchliche Methode die Boulton- und Watt'sche Maschine mit hohem Druke und mit Expansion zu betreiben in finanzieller Hinsicht den Vorzug vor jener Methode verdient, welche in den Fabrikdistricten am gewöhnlichsten üblich ist, so dürfte es vielen angenehm und von Interesse seyn, ein Verfahren zu besizen, wonach die nach beiden Systemen erlangten Nuzeffecte mit Leichtigkeit verglichen, und somit die Ersparniß ermittelt werden könnte, welche man bei der Annahme des in Cornwallis gebräuchlichen Systemes zu erwarten hat. Besonders angenehm wird es ihnen seyn, wenn sie diese Ersparniß in Ausdrüken angedeutet erhalten, die allgemein angenommen und jedem Praktiker bekannt sind.

Die Daten und Thatsachen, welche ich hiemit vorlege, wurden mir neuerlich von Personen geliefert, welche bei einer höchst genauen Prüfung und Untersuchung dieses Gegenstandes in hohem Grade interessirt sind. Die Maschine, welche die Daten für das System von Cornwallis lieferte, ward kürzlich für die East London Water-Works-Compagnie erbaut. Sie hat einen Cylinder von 80 Zoll Durchmesser; einen Kolbenhub von 10 Fuß und eine Geschwindigkeit von 10 Huben in der Minute. Ihre Leistung beträgt 72 Mill. Pfd., welche mit einem Bushel oder 94 Pfd. Steinkohlen 1 Fuß hoch gehoben werden, wenn der Dampf auf 2/5 seines Hubes abgesperrt wird. Der Flächenraum des Cylinders beträgt demnach 80 × 80 = 6400 Circularzoll. Die Belastung des Kolbens erhält man, wenn man zu dem Gegengewichte, welches 29 Tonnen oder 64,960 Pfd. beträgt, für die Reibung der Maschine 1 Pfd. auf den Circularzoll oder 3200 Pf. addirt., Dieß gibt also für die Total-Bruttolast 68,160 Pfd., und hieraus ergibt sich für den durchschnittlichen Druk des Dampfes im Cylinder ein Gewicht von 10,65 Pfd. auf den Circularzoll. Da die Geschwindigkeit des Kolbens 10 × 10 = 100 Fuß in der Minute beträgt, so werden in einer Minute 68,160 × |418| 100 = 6,816,000 Pfd. 1 Fuß hoch gehoben. Die ausgeübte Bruttopferdekraft ist diese Zahl getheilt durch 33,000; mithin die Summe von 206,54 Pferdekräften.

Die Daten für das in Lancashire gebräuchliche System lieferte ein Paar doppeltwirkender Schwestermaschinen, welche in einer der dortigen Baumwollspinnereien arbeiten, und mit einer und derselben Kurbelwelle in Verbindung gebracht sind. Jede dieser Maschinen hat einen Cylinder von 40 Zoll Durchmesser, einen Hub von 4 Fuß, und macht in jeder Minute vier Gänge. Der Gesammtverbrauch an Steinkohle beläuft sich in dieser Fabrik in jeder Woche von 69 Arbeitsstunden auf 46 Tonnen. Wenn hievon 30 Proc. für das Heizen der Fabrik, für den Verlust, der Morgens beim Aufbringen des Dampfes und Mittags während der Essenszeit Statt findet, und für andere dergleichen Umstände abgezogen werden, so bleiben für den Nettoverbrauch der Maschine allein ungefähr 32 Tonnen oder 71,680 Pfd. Der Flächenraum eines jeden Cylinders ist 40 × 40 = 1600 Circularzoll; der von dem Indicator angedeutete Druk des Dampfes im Cylinder beträgt im Durchschnitte 10 Pfd. auf den Circularzoll; die ganze auf den Kolben wirkende Last ist also 1600 × 10 = 16,000 Pfd., worunter die Reibung der Maschine begriffen ist. Da die Geschwindigkeit des Kolbens 4 × 2 × 25 = 200 Fuß in der Minute ist, so berechnet sich die Zahl der Pfunde, welche in jeder Minute 1 Fuß hoch gehoben werden, zu 1600 × 200 = 3,200,000. Die von jeder Maschine ausgeübte Pferdekraft beträgt demnach 96,96 oder in Summa beinahe 194.

Vergleichende Zusammenstellung.

Textabbildung Bd. 75, S. 418

Die in dieser Tabelle enthaltenen Buchstaben deuten die Berechnungsweise an; auch wird man sehen, daß die in der zweiten Columne enthaltenen Resultate, mit Ausnahme der beiden ersten und |419| der beiden lezten Linien, erlangt wurden, indem man von Unten aus hinauf rechnete. Man darf auch nicht vergessen, daß in der oben für die Fabrikmaschinen angegebenen Pferdekraft auch jene Kraft enthalten ist, die zum Treiben des ganzen Gestänges erforderlich ist, und welche ungefähr ein Drittheil des Ganzen beträgt, wodurch also die zum Treiben der Maschinerie verwendete Netto-Effectivkraft auf (194 – 194/3) = 129 1/2 Pferdekräfte oder auf 64 3/4 Pferdekräfte für jede einzelne Maschine herabsinkt, und der Verbrauch an Kohlen mithin auf (5,35 + 5,35/2) = 8,02 Pfd. auf die Pferdekraft und per Stunde steigt. Wie groß an der Cornwalliser Maschine die Netto-Effectivkraft ist, läßt sich nicht wohl ohne eine Messung des von ihr gelieferten Wassers bestimmen; doch ist dieß zum Behufe der Vergleichung auch nicht nöthig.

In einer späteren Mittheilung werde ich die Ursachen, auf denen der große Vortheil, welcher sich zu Gunsten des in Cornwallis gebräuchlichen Systemes ergibt, beruht, zu erläutern suchen. Auch werde ich vergleichsweise die Anschaffungskosten von gleichviel leistenden Maschinen beider Systeme angeben, um zu zeigen, in wiefern sich das Cornwalliser System auch für Baumwollspinnereien eignet.49)

|419|

Wir fügen in einer Note zu obigem Aufsaze gleichfalls aus dem Civil-Engineers and Architect's Journal eine Berechnung bei, welche Hr. Wicksteed, der Ingenieur der East London Water Works, für den Pascha von Aegypten anstellte, um zu zeigen, welche Ersparniß an Brennmaterial durch die Anwendung einer einfach wirkenden Expansionsmaschine und eines oberschlächtigen Rades anstatt einer doppelt wirkenden Verdichtungsmaschine der gewöhnlichen Art erzielt werden kann.

Eine nach dem gewöhnlichen in den Baumwollspinnereien gebräuchlichen Systeme gebaute doppelt wirkende Maschine von niederem Druke verzehrt stündlich auf jede Pferdekraft 10 bis 15 Pfd. Steinkohlen oder im Durchschnitte 12 Pfd. Dieß ist für Lancashire noch ein sehr niedriger Anschlag, indem daselbst der Verbrauch an Steinkohlen wegen des im Vergleiche mit England niedrigen Preises derselben ein bedeutend größerer ist. Nimmt man auf das Jahr 311 Arbeitstage zu je 12 Stunden an, so ergibt sich für das ganze Jahr für die genannte Maschine ein Gesammtverbrauch von 50 × 12 × 12 × 311 = 2,239,200 Pfd. = 999 Tonnen 12 Cntr. 3 Qurt. 12 Pfd., oder beinahe 1000 Tonnen, welche, das Pfd. nach dem Preise in Aegypten zu 50 Shill. gerechnet, eine Summe von 2500 Pfd. Sterl. ausmachen.

Eine nach dem Cornwallisersysteme gebaute, einfach wirkende Expansionsmaschine von 50 Pferdekräften wird, wenn sie zum Heden des zum Treiben eines oberschlächtigen Rades bestimmten Wassers benüzt wird, keine Kraft von 50 Pferden, welche zum Treiben einer Baumwollspinnerei verwendet werden kann, liefern, indem der Nuzeffect des Wassers, wenn dieses mittelst eines oberschlächtigen Rades als Triebkraft benüzt wird, nur 66 Proc. der zum Heben des Wassers erforderlichen Kraft betragen wird. Da sich nun 66 : 100 = 50 : 76, so ist leztere Zahl die Zahl der Pferdekräfte, welche nach diesem Systeme dasselbe leisten werden, was nach dem gewöhnlichen Systeme geleistet wird.

Eine Cornwalliser Maschine von 76 Pferdekräften wird stündlich per Pferdekraft 2 bis 2 1/2 Pfd. Steinkohlen verzehren. Der Verbrauch für ein ganzes Jahr |420| wird daher seyn: 76 × 2,5 × 12 × 311 = 709,080 Pfd. oder beinahe 317 Tonnen, welche zu obigem Preise die Summe von 792 Pfd. Sterl. 10 Sh. repräsentiren. Die Ersparniß bei dieser Maschine im Vergleiche mit der zuerst angegebenen wird sich mithin jährlich auf 1707 Pfd. Sterl. 10 Sh. belaufen.

Die Unregelmäßigkeit der Bewegung an den gewöhnlichen mit niederem Druke arbeitenden Dampfmaschinen wild durch das Schwungrad beinahe gänzlich ausgeglichen. Dessen ungeachtet verwendet man in mehreren Fabriken zum Betriebe einer und derselben Maschinerie zwei Maschinen, deren Krummzapfen wie an den Maschinen der Dampfschiffe unter rechten Winkeln gegen einander angebracht sind. Obwohl bei dieser Einrichtung die Wirkung des Dampfes eine noch viel gleichmäßigere ist, so ist die Bewegung doch nicht so regelmäßig wie bei der Anwendung eines mit stets gleicher Wassermenge getriebenen oberschlächtigen Rades. Die Wassermenge braucht nicht so sehr groß zu seyn, da man immer wieder dasselbe Wasser verwenden kann.

Das Civil-Engineers and Architects Journal bemerkt hiezu, daß diesen Berechnungen vollkommener Glauben geschenkt werden kann, da sich bei dem Betriebe der großen Cornwalliser Maschine, welche kürzlich an den Gast London Water-Works errichtet wurde, gezeigt hat, daß dieselbe stündlich nur 2,6 Pfd. Steinkohlen per Pferdekraft verzehrt, obwohl sie nur mit Abfällen von Newcastler Steinkohle, deren größte Stüke nicht über 3/4 Zoll Durchmesser haben, geheizt wurde. A. d. R.

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

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