Titel: de Pambour, über die beste Einrichtung des Heizapparats der Locomotiven.
Autor: Pambour, François Marie Guyonneau
Fundstelle: 1840, Band 76, Nr. LIX. (S. 244–247)
URL: http://dingler.culture.hu-berlin.de/article/pj076/ar076059

LIX. Versuche über das günstigste Verhältniß, welches an den Kesseln der Locomotiven zwischen der Heizoberfläche der Feuerstelle und jener der Röhren bestehen kann. Von Hrn. de Pambour.

Aus den Comptes rendus de l'Académie des sciences, 1e semestre No. 3, 1840.

Ich habe in einer früheren Abhandlung gezeigt, daß an den nach den üblichen Verhältnissen gebauten Locomotiven die Feuerstelle und die Röhren des Kessels bei gleicher Oberfläche eine gleiche Verdampfung bewirken. Es ist demnach in Hinsicht auf die Dampferzeugung gleichgültig, wenn man eine Kesselform annimmt, bei der |245| die Röhrenoberfläche die Oberfläche der Heizstelle mehr oder weniger übersteigt, vorausgesezt, daß man sich hiebei innerhalb der früher angegebenen Grenzen hält. Der Zwek der Versuche, über welche ich dermalen zu berichten habe, war nun aber dieselbe Frage in Beziehung auf den Verbrauch der Maschinen an Brennmaterial zu beleuchten und zu ermitteln, ob es von Vortheil ist, wenn man an der Gesammtheizoberfläche die Röhren oder die Heizstelle mehr oder weniger überwiegen läßt.

Die 19 Versuche, welche ich hierüber anstellte, und von denen jeder von 1 1/2 bis zu 3 Stunden dauerte, umfassen sieben verschiedene Maschinen. Ich werde mich jedoch einstweilen auf Andeutung der bei diesen Versuchen erlangten Resultate beschränken, und mir die Details derselben auf die demnächst erscheinende neue Ausgabe meines Werkes über die Locomotiven vorbehalten.

Die den Versuchen unterstellten Maschinen wurden je nach dem Verhältnisse, welches an jeder derselben zwischen der Heizoberfläche der Heizstelle und jener der Röhren bestand, in drei Abtheilungen gebracht, und in jeder dieser Abtheilungen wurde die Menge Brennmaterial, welche zur Erzeugung einer bestimmten Verdampfung erforderlich war, beobachtet. Die hiebei erzielten Resultate sind in folgender Tabelle verzeichnet, wobei man nicht vergessen darf, daß in allen drei Abtheilungen die Verdampfung bei gleicher Geschwindigkeit der Maschine und auf eine Einheit der Heizoberfläche des Kessels ausgeschlagen, eine und dieselbe war.

Textabbildung Bd. 76, S. 245

Aus dieser Tabelle geht hervor, daß in Hinsicht auf den Verbrauch an Brennmaterial jene Maschinen, an denen die Röhren einen größeren Theil der Gesammtheizoberfläche bilden, die vortheilhafteren sind. Man müßte also, wenn man dieses Ergebniß weiter verfolgen wollte, das Verhältniß der Oberfläche der Röhren zu jenem der Heizstelle immer mehr und mehr erhöhen: allein dabei würde man endlich dahin kommen, daß die Flammen nur mehr einen Theil der Röhren erfüllen könnten, womit die Verdampfung des Kessels abnehmen würde.

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Diese Beobachtung kann man wirklich auch an der London-Bristol-Eisenbahn machen. Auf dieser Bahn gibt es nämlich Maschinen, an denen die Gesammtheizoberfläche 10,3 mal größer ist als die Heizoberfläche der Heizstelle, und andere, an denen das Verhältniß zwischen diesen beiden Oberflächen bis auf 11,3 und 11,6 getrieben ist. An ersteren beträgt der Verbrauch an Kohks 141,0, an lezteren 135,1 Kilogr. auf den Kubikmeter verdampften Wassers. Zugleich bleibt aber an ersteren die Verdampfung, wenn man sie auf die Geschwindigkeit von 20 engl. Meilen in der Zeitstunde bezieht, wie bei den früher von mir angegebenen Resultaten auf 0,0609 Kubikmeter Wasser per Quadratmeter der gesammten Heizoberfläche stehen, während sie an lezteren nur mehr 0,0564 Kubikmeter beträgt. Es ist also klar, daß an lezteren die Ersparniß an Brennmaterial nur auf Kosten des Nuzeffectes der Maschine erzielt wird, während bis zu einem Verhältnisse von ungefähr 10,3 zwischen der gesammten Heizoberfläche und der Oberfläche der Heizstelle hinauf der Verbrauch an Brennmaterial abnimmt, ohne daß dabei irgend eine Verminderung in der Verdampfung einträte.

Alle diese verschiedenen Wirkungen erklären sich sehr leicht nach den früher von mir entwikelten Ideen; auch führen sie nothwendig zur Auffindung des vortheilhaftesten Verhältnisses, welches an den Kesseln der Locomotiven zwischen der Heizoberfläche der Röhren und jener der Heizstelle bestehen kann. In der That sieht man, daß, wenn die Oberfläche der Röhren nur 3 bis 4 Mal größer ist als jene der Heizstelle, wie dieß z.B. an den Maschinen der dritten Abtheilung der Fall ist, die Maschine bis an 186 Kilogr. Kohks auf den Kubikmeter verdampften Wassers verbraucht, ohne daß die Gesammtverdampfung der Maschine sich steigert; und zwar deßwegen, weil der Ueberschuß der auf der Heizstelle verbrannten Kohks nur dazu dient, die Flamme über das Ende der Röhre hinaus, d.h. in das Fach des Schornsteines zu tragen, wo sie nur mehr zur raschen Zerstörung jener Maschinentheile, mit denen sie in Berührung geräth, beiträgt. Steigert man die Oberfläche der Röhren bis auf das Acht- oder Neunfache der Oberfläche der Heizstelle, so vermindert sich der Verbrauch an Brennmaterial um ein Beträchtliches, ohne daß dabei die Verdampfung der Maschine eine Verminderung erleidet, indem diese Röhrenausdehnung immer noch kleiner ist als die Oberfläche, welche die Flammen der Heizstelle zu bedeken vermögen. Treibt man endlich die Oberfläche der Röhren bis auf das Zehnfache der Oberfläche der Heizstelle, so erhält man allerdings noch eine weitere Verminderung im Aufwande an Brennmaterial, indem nicht bloß die von der Heizstelle aufsteigenden Flammen, sondern auch ein Theil |247| des Wärmestoffes, der von den bei der Verbrennung sich bildenden Gasen mit fortgerissen wird, eine Nuzanwendung bekommen; allein jener Theil der Röhren, der zur Benuzung dieses lezteren Wärmeantheiles bestimmt ist, erzeugt eine viel geringere Verdampfung als der übrige Theil des Kessels, so daß folglich die definitive Verdampfung der Maschine eine Abnahme erleidet.

Es geht somit aus diesen Forschungen hervor, daß bei der Anwendung von Kohks und unter den übrigen, an den Locomotiven Statt findenden Umständen das Verhältniß zwischen der Gesammtheizoberfläche und der Oberfläche der Heizstelle nicht geringer als 10 zu 1 seyn soll. Dieses Verhältniß erscheint auch wirklich als das vortheilhafteste, indem bei einem niedrigeren Verhältnisse eine Zunahme des Verbrauches an Brennmaterial ohne Zunahme der Verdampfung eintritt, und indem bei einem höheren Verhältnisse eine Abnahme in der Verdampfung der Maschine per Einheit der Oberfläche eintritt, woraus nochwendig folgt, daß man den Maschinen, wenn man dieselben Nuzeffecte mit ihnen erlangen will, größere und mithin schwerere Kessel geben muß, was doch vermieden werden soll.

Ferner ersieht man aus den Dimensionen der verschiedenen oben angeführten Maschinen, daß man in dieser Beziehung bisher noch nach keinen bestimmten Regeln verfuhr, und daß man, weil man diesen Punkt bisher zu studiren vernachlässigt hat, und von der Illusion ausgehend, daß man durch Steigerung des Verhältnisses der Heizoberfläche die Verdampfungskraft der Maschine steigern könne, Maschinen erbaute, an denen der Verbrauch an Brennmaterial sich bis auf 186 statt 141 Kilogr. per Kubikmeter verdampften Wassers steigert, d.h. an denen der Verbrauch an Brennmaterial ohne den geringsten Vortheil um ein ganzes Drittheil größer ist. Daß bei einem ausgedehnten Locomotivendienste ein solcher, ein ganzes Drittheil betragender Mehrverbrauch an Kohks von höchstem Belange ist, braucht kaum erwähnt zu werden; und deßhalb hauptsächlich hielt ich es für zwekmäßig, schon jezt in einer vorläufigen Notiz auf diesen Umstand aufmerksam zu machen.

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