Titel: Morin, Studien über Dampfmaschinen.
Autor: Morin, Arthur Jules
Fundstelle: 1844, Band 91, Nr. LXIV. (S. 249–251)
URL: http://dingler.culture.hu-berlin.de/article/pj091/ar091064

LXIV. Studien über Dampfmaschinen und Untersuchungen über das Trägheitsmoment, welches dem Schwungrad verschiedener Dampfmaschinen-Systeme zu geben ist; von Arthur Morin.

Aus den Comptes rendus, Okt. 1843, Bd. XVII. S. 857.

Die Studien, von denen ich dem Urtheile der Akademie einige Fragmente vorlege, sind in vier Abtheilungen getheilt. In der ersten zeige ich durch die Untersuchung und Aufnahme der Spannungscurven, welche ich mit dem Watt'schen Indicator zu Indret und Toulon und demjenigen Indicator erhielt, den ich an einzelnen Maschinen zu Amiens und Paris construiren ließ:

1) daß ungeachtet der verschiedenen Methoden, die Bewegung den bei gut eingerichteten Maschinen eingeführten Vertheilungsventilen mitzutheilen, der Druk in dem Cylinder während des Dampfzutritts doch merkbar constant ist, und daß zur Constanterhaltung dieses Drukes vom Beginn des Kolbenhubs an es hinreichend und nöthig ist, den Dampf ein wenig früher zuzulassen;

2) daß bei Maschinen von gutem Verhältniß, d. h. bei solchen, deren Mündungen, Röhren u. s. w. einen Durchschnitt besizen, dessen Flächeninhalt bei Niederdrukmaschinen ungefähr 1/25 der Kolbenfläche und bei Hochdrukmaschinen 1/18 bis 1/20 oder selbst noch weniger beträgt, wenn diese Maschinen mit vollständig geöffneten Dampfcanälen und mit einer Kolbengeschwindigkeit zwischen 0,m80 und 1,m50 in der Secunde arbeiten, daß also bei solchen Maschinen der Dampfdruk in dem Cylinder von demjenigen im Dampfkessel nur wenig verschieden ist;

3) daß es von großer Wichtigkeit ist, durch eine geeignete Regulirung der Schieberventile die Dampfemission etwas früher eintreten zu lassen, um vom Beginn des Kolbenhubes an den Widerstand des Dampfdruks zu vermindern. Auf diese Nothwendigkeit hatten schon längst Hr. Rösch und andere Ingenieure aufmerksam gemacht; auch nimmt man gegenwärtig im allgemeinen bei gut eingerichteten Maschinen darauf Rüksicht;

4) daß bei den Expansionen, wie sie gewöhnlich bei Dampfmaschinen in Anwendung kommen, welche das Verhältniß 1/6 selten überschreiten, ja selten erreichen, die nach dem Mariotte'schen Geseze |250| berechnete Arbeit der Expansion die wirkliche Arbeit im allgemeinen ein wenig, aber auch nur um eine sehr geringe Größe übersteigt, während das Mariotte'sche Gesez bei sehr verlängerten Expansionen etwas schwächere Resultate als die der Erfahrung liefert. Was die andern hinsichtlich der verlängerten Expansionen vorgeschlagenen Regeln betrifft, so entfernen sie sich von den effectiven Spannungen noch weit mehr als das Mariotte'sche Gesez.

Die zweite Abtheilung behandelt die Anwendung der Theorie der Bewegung von Flüssigkeiten in Leitungsröhren auf die Circulation des Dampfes durch Röhren, Canäle und Mündungen, mit Berüksichtigung sämmtlicher Verluste an lebendiger Kraft, welche derselbe durch Verengerungen und Erweiterungen erfährt, so wie auch der durch den Widerstand der Wände consumirten Arbeit.

Die Anwendung auf verschiedene Fälle in Vergleich mit den directen Resultaten der Erfahrung zeigt daß die Formeln den Nuzeffect mit einer für die Praxis genügenden Genauigkeit darstellen.

In der dritten Abtheilung zeigt die Discussion einer großen Anzahl von Versuchen, welche durch die Société industrielle de Mulhouse angeordnet wurden, daß die im Jahr 1826 von Hrn. Poncelet aufgestellten und durch die eingeschalteten Correctionscoefficienten modificirten Formeln mit aller erforderlichen Genauigkeit die beobachteten Nuzeffecte repräsentiren.

In der vierten Abtheilung endlich zeigt die Discussion der von den Maschinenbauern befolgten Regeln, daß diese Regeln mit den Formeln übereinstimmen, welche durch einen für jede Maschinengattung constanten Coefficienten modificirt sind. Es folgt aus diesen Untersuchungen, daß durch directe Beobachtung, durch die Theorie der Bewegung von Flüssigkeiten, durch die empirischen Resultate mit dem dynamometrischen Zaum, und durch die Discussion der von den Maschinenbauern angenommenen Verhältnisse die Grundlagen der citirten Formeln so wie ihre Anwendung mit Hülfe der constanten Coefficienten hinreichend gerechtfertigt sind, und daß kein Grund vorhanden ist, diesen einfachen und leicht anzuwendenden Regeln andere Methoden zu substituiren, welche die Beobachtung von gegebenen Größen erfordern, die sich sehr schwer mit Genauigkeit direct bestimmen lassen.

Diesen Studien über die Wirkung des Dampfs in stationären Dampfmaschinen, welche ich sobald es mir möglich wird auch auf Locomotiven ausdehnen werde, füge ich eine Abhandlung über die Verhältnisse bei, die sich für die Schwungräder aller Systeme von Dampfmaschinen am besten eignen. Das Problem, dessen Lösung ich mir zur Aufgabe gemacht habe, ist folgendes:

|251|

Es sey eine Dampfmaschine nach beliebigem System gegeben, mit oder ohne Expansion, mit oder ohne Condensation, Hoch- oder Niederdruk, und ihre Kraft, in Pferdekräften ausgedrükt, bekannt. Es soll das Trägheitsmoment gefunden werden, welches man dem an der Krummzapfenwelle befestigten Schwungrade geben muß, damit die Winkelgeschwindigkeit dieser Welle sich in Folge der Aenderungen der Thätigkeit des Dampfes und des Spiels der Maschinentheile nicht mehr als um einen gegebenen Bruch von ihrem mittleren Werthe entferne. Die Lösung der Aufgabe darf übrigens mit Hülfe des Lineals und Cirkels und der bekannten Methoden der Quadratur oder mit Hülfe des Planimeters bewerkstelligt werden.

Ich liefere die Auflösung dieses Problems für alle im Gebrauch befindlichen Systeme stationärer Dampfmaschinen mit doppelten oder dreifachen Krummzapfen. Da die in dieser Abhandlung entwikelten Lösungen zahlreiche Quadraturen erforderten, so bediente ich mich hiezu eines nach meiner Angabe modificirten conischen hölzernen Planimeters. Die Vergleichung der mit diesem bequemen Instrumente erhaltenen Resultate mit den gewöhnlichen Methoden der Quadratur bestätigte von neuem die Vorzüge desselben hinsichtlich seiner Genauigkeit und läßt hoffen, daß dasselbe in der Folge mit Sicherheit auf die Quadratur der durch krumme Linien begränzten Flächen angewendet werden könne.

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