Titel: Adcock's Wasserhebmaschine.
Autor: Anonymus
Fundstelle: 1842, Band 83, Nr. VIII. (S. 37–39)
URL: http://dingler.culture.hu-berlin.de/article/pj083/ar083008

VIII. Adcock's Wasserhebmaschine in der Kohlengrube bei Pemperton.7).

Aus dem Mechanics' Magazine. Jul. 1841,S. 4.

Mit einer Abbildung auf Tab. I.

Fig. 33 dient zur Erläuterung einer für den 100 Yard tiefen Schacht bei Pemperton von mir projectirten Einrichtung, um die Röhrenbiegung und den unteren Theil des Apparates von allem Wasser zu befreien, welches sich aus irgend einer Veranlassung darin angesammelt haben sollte.

a, b, c stellt einen Theil der abwärts führenden Röhre oder derjenigen Röhre dar, welche die Luft von der Mündung des Schachtes durch die gebogene Röhre in die aufwärtsführende Röhre leitet. b ist die gebogene Röhre, welche auf dem Grunde des Schachtes die abwärtsführende Röhre mit der aufwärtsgehenden verbindet. c, d, e ist die zu Tage führende Röhre, durch welche die Luft mit Wasser vermengt oben zur Schachtmündung gelangt, wo man das Wasser wieder in eine dichte Masse sich ansammeln und von da frei ablaufen lassen kann. b, b sind fünf Schlize, durch welche das Wasser, wenn der Apparat in Gang ist, aus einem an der Sohle des Schachtes angelegten Sumpfe in die aufwärtsgehende Röhre fließt, um durch den Luftstrom in Tropfen zertheilt gleichsam als Regentropfen zu Tage gefördert zu werden. Die abwärtsgehende Röhre hält 29½ Zoll, die aufwärtsgehende 17½ Zoll im Durchmesser. Sind sie nicht in Thätigkeit und es rinnt aus irgend einer Veranlassung Wasser aus dem Sumpfe in den Apparat, bis es sich darin auf gleiche Höhe mit dem Wasserniveau des Sumpfes stellt, d. h. ungefähr auf 8′ über die tiefste Stelle der Röhrenbiegung oder 8′ 7″ über die tiefste Stelle der unter dieser Röhrenbiegung befindlichen Röhre, so steigt das Wasser auch in der Röhre g, g, g, g, deren Durchmesser 4 Zoll beträgt, auf dieselbe Höhe. m, m ist eine 20 Fuß lange, gleichfalls 4 Zoll im Durchmesser haltende Rohre, welche von einem Wasserbehälter oder einer Rinne h aus mit Wasser gespeist wird. Dieser Behälter ist so angeordnet, daß er das durchsikernde und zu den Seiten des Schachtes hinabrieselnde Wasser auffängt. Die Röhre m, m endigt sich in |38| einen doppelt konischen Ansaz n. Die Dimensionen des kleineren Kegels sind folgende: sein größter Durchmesser ist 96/100 Zoll, sein kleinster 6/10 Zoll, seine Länge ½ Zoll; der kleinste Durchmesser des größeren Kegels ist 6/10 Zoll, der größte 1 1/12 Zoll, seine Länge beträgt 5 4/10 Zoll. Von der Vereinigungsstelle des größeren Kegels mit dem kleineren steigt eine 6/10 Zoll dike Röhre in die 4zöllige Röhre g, g, g, g herab. Diese Röhre ist 9 Fuß lang.

Nach dieser Angabe der Verhältnisse gehe ich nun zur näheren Untersuchung der Vorrichtung über. Das Wasser in der Röhre m, m wird durch den Wasserbehälter oder das die Seiten des Schachtes hinabrieselnde Wasser auf einer Höhe gleich der Höhe der Röhre selbst, nämlich 20 Fuß, erhalten. Nun ist es bekannt, daß die theoretische Geschwindigkeit des aus einer Oeffnung fließenden Wassers gleich ist der Geschwindigkeit eines von der Höhe des Wasserniveau's herabfallenden schweren Körpers, und diese wird in Fußen per Secunde ganz genau gefunden, indem man die Quadratwurzel aus der Fallhöhe mit 8 multiplicirt. Demnach liefert eine Fallhöhe von 1 Fuß eine Geschwindigkeit von 8, eine Fallhöhe von 9 Fuß eine Geschwindigkeit von 24 Fuß, und eine Fallhöhe von 20 Fuß eine Geschwindigkeit von 35¾ Fuß in der Secunde. Dieß ist die theoretische Geschwindigkeit. Nun ist aber bekannt, daß Wasserstrahlen beim Ausströmen durch Mündungen einer Contraction unterliegen; wir müssen daher, um die wirkliche Ausflußgeschwindigkeit zu finden, die Quadratwurzel aus der Höhe mit 5 anstatt mit 8 multipliren. Nach Versuchen von Venturi, Bryan, Donkin und anderen ist ferner bekannt, daß wenn Wasser durch einen konischen Ansaz fließt, die Ausflußmenge, mithin auch ihre Geschwindigkeit an der Verengung, sogar größer als die aus der Theorie abgeleitete Geschwindigkeit ist. Da jedoch die 20′ hohe Röhre gerade vor ihrer Vereinigung mit dem doppeltkonischen Ansaz in eine Biegung ausgeht, so will ich zur Vermeidung von Einwürfen die Geschwindigkeit des durch den konischen Ansaz fließenden Wassers so annehmen, wie sie sich aus der Contraction des Wasserstrahls ergibt. Ich seze also 5 √20 = 22½ Fuß anstatt obiger 35 ¾ Fuß.

Ich habe oben bereits bemerkt, daß der Durchmesser der 9 Fuß langen Saugröhre, welche von dem engeren Theil des doppelten konischen Ansazes in die Röhre g, g, g, g hinab sich erstrekt, 6/10 Zoll beträgt. Da nun die Geschwindigkeit des an ihrer Verbindungsstelle mit dem konischen Ansaz über derselben hinwegfließenden Wassers 22 Fuß in der Secunde ist, so beträgt die Zeit, welche verfließt während |39| ein Wassertheilchen über den Durchmesser der erwähnten Röhre sich bewegt, 1/440 Secunde = 0,00227 Secunden.

Nun findet man nach den Gesezen der Schwere den Raum, durch welchen ein Körper in einer gegebenen Zeit fällt, in Fußen, wenn man das Quadrat der Zeit, in Secunden ausgedrükt, mit 16 1/12 multiplicirt.8) Es ist demnach in Zollen ausgedrükt sehr nahe:

0,002272 × 16 1/12 × 12 = 0,001 Zoll.

Zieht man außer den Gesezen der Schwere auch noch die Erweiterung des äußeren Kegels von 6/10 bis 1/12 Zoll, ferner den Umstand in Betracht, daß bei einer Länge von 5 4/10 Zoll während des Hinwegfließens des Wassers über die Mündung der 6/10 zölligen Röhre kein Theilchen desselben Zeit hat in die Röhre hinabzufallen, so wird man begreiflich finden, daß das mit großer Geschwindigkeit über diese Mündung hinwegströmende Wasser vermöge seiner Friction, Adhäsion oder des Gesezes der seitlichen Mittheilung der Bewegung bei Flüssigkeiten, zuerst einen Theil der Luft, dann einen Theil des Wassers mit sich reißt, und dadurch ein theilweises Vacuum veranlaßt. Jezt tritt das Gewicht der Atmosphäre in den beiden Röhrenleitungen in Wirksamkeit und drükt das in denselben befindliche Wasser durch die Röhre g, g, g, g in ununterbrochenem Strome so lange in die 6/10 zöllige Röhre hinauf und von dieser in den weiteren Kegel, bis das Wasserniveau in der Röhrenbiegung unter den tiefsten Punkt derselben gesunken ist.

Auf solche Weise löse ich diese wichtige Aufgabe ohne Ventile, Klappen, Pumpen oder sonstige Vorrichtungen, welche möglicherweise in Unordnung gerathen können.

Vergl. Polytechn. Journal Bd. LXXXII. S. 87

|39|

Die Zahl 16 1/12 bezeichnet den von einem frei fallenden Körper in der ersten Secunde zurükgelegten Raum in englischen Fußen; nach Pariser Maaß beträgt derselbe 15.1, nach rheinländischem 15,625 Fuß.

Der Uebers.

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