Titel: Zeuner, über Verbesserungen an den Fontaine'schen Turbinen
Autor: Zeuner, Gustav
Fundstelle: 1858, Band 149, Nr. XX. (S. 82–92)
URL: http://dingler.culture.hu-berlin.de/article/pj149/ar149020

XX. Ueber Fontaine's und Brault's Verbesserungen der Fontaine'schen Turbinen; von Prof. Dr. Zeuner.

Aus der schweizerischen polytechnischen Zeitschrift, 1858, Bd. III S. 33.

Mit Abbildungen auf Tab. II.

Nach Armengaud's Publication industrielle, Bd. XI S. 119, sind an den bekannten Fontaine'schen Turbinen17) in neuerer Zeit von ihrem Erfinder einige bemerkenswerthe Verbesserungen angebracht worden, unter denen zunächst eine eigenthümliche Schützenvorrichtung hervorzuheben ist, die darin besteht, daß über den Einlaufcanälen ein oder zwei Streifen von Gutta-percha oder Kautschuk ausgebreitet werden können und auf diese Weise ein Abschließen einzelner oder sämmtlicher Einlaufcanäle erzielt wird.

Das eine Ende jedes dieser Streifen ist am Umfange eines abgestumpften Kegels befestigt, dessen Spitze in die Achse der Welle fällt und |83| der über den Einlaufcanälen hinrollt, wenn man seiner geneigten Achse die gehörige Bewegung ertheilt.

Bei dieser rollenden Bewegung des Kegels wickelt sich der Gutta-percha-Streifen auf den Kegelumfang auf oder davon ab.

Der Hauptvortheil dieser ganzen Anordnung liegt nicht allein in der großen Einfachheit, sondern auch besonders darin, daß die Bewegung der ganzen Schützenvorrichtung außerordentlich wenig Kraft beansprucht und doch der Abschluß der Canäle höchst vollkommen ist.

Fig. 1 und 2 zeigen zunächst das Modell einer Fontaine'schen Turbine mit der erwähnten Schützenvorrichtung, welches sich im Conservatoirs des arts et métiers in Paris befindet.

Fig. 1 ist der Verticaldurchschnitt und Fig. 2 der Horizontaldurchschnitt nach der Linie 1–2.

Das Turbinenrad A sitzt, wie bei der bisher bekannten Fontaine'schen Turbine auf der hohlen Welle B, die oben bei b erweitert ist und an dem obern Ende das conische Rad C trägt, von welchem aus die Bewegung fortgepflanzt wird.

Die hohle Welle B umschließt die Achse D, welche unten auf dem Support E ruht, der auf eine aus der Figur deutlich hervorgehende Weise mit dem umstehenden Mauerwerke verbunden ist. Der obere Theil der Säule D trägt ein Lager a, welches den erweiterten Theil der hohlen Welle B einnimmt und das den mit letzterer fest verbundenen Zapfen c, f trägt.

lieber dem Turbinenrade A liegt eine gegossene Scheibe H, die mit den Leitcanälen verbunden ist; sie umgibt mittelst der bronzenen Büchse h die hohle Welle B; diese, sowie eine Büchse h₁ am obern Deckel J des ganzen Gehäuses, erhält die Welle genau vertical. In dieses Gehäuse mündet von der Seite das Rohr J₁, durch welches das Wasser eintritt. Ueberdieß ist das verticale cylindrische Rohr des Gehäuses J an der Seite noch mit einer verschließbaren Oeffnung j versehen, durch die man in das Innere gelangen kann. Die hohle Welle B ist von einem zweiten Rohre K umgeben, welches von ersterer das Wasser entfernt hält und innerhalb dessen das Oel von dem obern Halslager h₁ zu dem untern h gelangen kann.

Das Rohr K umschließt endlich wieder auf seinen größten Theil ein drittes gußeisernes Rohr L, das am untern Theile mit dem Ringe M verbunden ist, der die Lager für die Achsen der beiden Kegel N und N¹ trägt. Das Rohr L wird am obern Ende durch den Ring k concentrisch mit dem Rohre K erhalten und kann sich frei umdrehen, wobei am untern Theile die Nabe der Scheibe H als Führung dient. Die Drehung des |84| Rohres L geschieht mit der Schraube ohne Ende O, die in das auf dem Rohre L festsitzende Zahnrad P eingreift. Die Achse der Schraube durchdringt das Gehäuse beim Lager o und kann außen mit der Hand durch das Schwungrädchen V in Umdrehung gesetzt werden. Die Schraubenwelle trägt außen noch eine zweite Schraube l, die in einem mit einem Zeiger versehenen Sector eingreift, der durch seine Stellung an einer Scala die Anzahl der geschlossenen Leitcanäle angibt. (Das Letztere ist in der Figur nicht angegeben.)

Der ringförmige Gutta-percha-Streifen, der zum Abschließen der Leitcanäle dient, ist in zwei Hälften geschnitten; das eine Ende jedes Streifens ist bei p und p¹ am Leitapparate befestigt, das andere Ende aber am Umfange des Kegels; die Gutta-percha-Streifen sind, wie Fig. 10 zeigt, mit schmalen Blechstreifen besetzt, damit das über dem Leitapparat stehende Wasser den sonst biegsamen Streifen nicht in die Canäle hineinpreßt und so einen undichten Abschluß bewirkt. Um ferner keine seitlichen Abweichungen zu erhalten, werden die Leitcanäle durch die Ringe m begränzt, zwischen welche sich der Streifen einlegt.

Es ist leicht zu übersehen, wie durch Drehung der Schraubenwelle O mit Hülfe des Schwungrädchens V ein Fortrollen der beiden Kegel auf dem Leitapparate und sonach auch ein Abwickeln oder Aufwickeln der Streifen stattfindet, also nach Belieben die Leitcanäle für den Durchgang des Wassers geöffnet oder geschlossen werden. Fig. 2 zeigt, wie eben die Hälfte aller Leitcanäle geöffnet ist. Bei Hochdruck zeigte sich hier der Uebelstand, daß in Folge des starken Wasserdruckes eine Drehung der Kegel um ihre Achse stattfand, ohne daß eine Drehung des Rohres L eintrat; dadurch wurden die Streifen schlaff und der Abschluß war nicht mehr vollkommen. Um das zu umgehen, versah Fontaine den innern Theil des Kegels mit einem conischen Rade (Fig. 11), welches in ein auf der Platte H sitzendes Kronrad n² eingriff. Durch diese Anordnung wurde der bemerkte Uebelstand vollständig beseitigt, und die Vorrichtung arbeitete mit vollkommener Präcision.

Eine andere wichtige Verbesserung besteht in der Herstellung

transportabler Turbinen.

Fig. 3 gibt die Seitenansicht einer solchen Turbine, gesehen von der Seite, auf welcher der Canal für den Austritt liegt; Fig. 4 ist der Grundriß, Fig. 5 ein Verticaldurchschnitt nach der Linie 1–2 (Fig. 4); Fig. 6 ein Horizontaldurchschnitt nach der Linie 3–4 (Fig. 5); Fig. 7 endlich zeigt im Detail den Einlauf nebst einem Stück Verticaldurchschnitt des Rades nach der Linie 5–6 (Fig. 6). Alle Figuren sind in 1/8 der |85| natürlichen Größe gezeichnet. Die hier dargestellte Turbine kann beliebig aufgestellt werden und gibt bei 50 Meter Gefälle und 4 Liter Aufschlag pro Secunde und bei 800 Umdrehungen pro Minute mit 2 Einläufen 4 Pferdestärken; die Anzahl der Einläufe kann aber leicht auf 8 vermehrt werden, so daß bei gehöriger Wassermenge die Leistung auf 16 Pferdestärken gesteigert werden kann.

Das Turbinenrad A ist, wie bei allen Fontaine'schen Turbinen, auf der hohlen Welle B befestigt, die oben aufgelagert ist, wie es schon oben bei der Beschreibung der Figur 1 und 2 erörtert wurde. Die verticale Säule D, welche oben das Lager trägt, steht unten bei f¹ fest auf dem Boden des Gehäuses F, welches die Turbine umgibt, und an der Seite mit dem Ausmündungsrohre F¹ versehen ist. Das Gehäuse F ist oben offen und ringsum mit der Flantsche E versehen, auf welche nicht allein die gußeiserne Platte H, sondern auch das obere Gehäuse J aufgeschraubt ist. Das obere Gehäuse ist mit zwei gegenüberliegenden, verschließbaren Oeffnungen j versehen, die dazu dienen, in das Innere zu gelangen und außerdem mündet von der Seite das Einfallrohr j¹ ein. Die Platte H ist mit dem Rohre H¹ verbunden, an dessen obern Theile mittelst Flantschen das Bronzerohr K aufgeschraubt ist. Dieses letztere Rohr umschließt die Turbinenwelle und erhält durch das Halslager h¹ die letztere vertical.

Da diese Turbine bei einem Gefälle von 5 Metern etwa 800 Umdrehungen per Minute macht, so würde eine starke Abnutzung stattfinden, wenn nicht durch eine gehörige Schmierung die Reibung möglichst herabgezogen würde. Fontaine wendet folgende Einrichtung an. Mit der hohlen Turbinenwelle ist ein kupfernes Rohr L am untern Theile fest verbunden und unten durch die Stopfbüchse h dicht verschlossen. Dieses Rohr bildet ein Oelreservoir, das sich mit der Welle dreht. Das im Innern dieses Rohres L liegende Rohr K ist ringsum durchlöchert, so daß von da aus das Oel leicht nach den sich reibenden Flächen gelangen kann. Die Schmierung ist also continuirlich und eine starke Erhitzung ist nicht zu befürchten. Der Inhalt des Kupferrohres ist so groß, daß eine Erneuerung des Oeles nur etwa alle 3 Monate nothwendig wird; die Zuführung des Oeles geschieht dann durch das mit einem Hahne verschließbare Rohr r.

Bei den bisherigen Fontaine'schen Turbinen erstreckte sich der Leitapparat über das ganze Turbinenrad; wollte man diese Anordnung auch bei Turbinen der vorliegenden Art anwenden, deren Aufschlagwassermenge so gering ist, so würde daraus ein sehr kleiner Raddurchmesser hervorgehen. Um das zu umgehen, hat Fontaine nur wenig Einlaufcanäle |86| und zwar bei vorliegender Turbine nur zwei in Anwendung gebracht. Diese Einläufe s bestehen ganz einfach aus Oeffnungen, die im gußeisernen Deckel H angebracht sind und deren Gestalt der Durchschnitt Fig. 7 deutlich zeigt; durch die Erweiterung der Oeffnung nach Oben hin wird das Wasser in gehöriger Richtung in das Rad geführt. Diese Oeffnungen lassen sich nun entweder ganz oder zum Theil durch die beweglichen Stücke t schließen, die wie Schieber in Führungen auf der Platte H hin- und hergeschoben werden können. Je nach der vorhandenen Wassermenge ändert man bei dieser Schützenvorrichtung durch Verstellen des Schiebers nichts, als die Strahldicke; Richtung und Form des in das Rad tretenden Wasserstrahles bleiben immer dieselben. Um die beiden Schützenschieber t gleichzeitig zu bewegen, ist folgende Anordnung getroffen: Durch das Gehäuse j geht durch die Stopfbüchse u eine verticale Achse L, die unten mit dem Excenter s¹ versehen ist, welches von dem kreisförmigen Ausschnitte des Armes t₁ umfaßt wird. Dieser Arm ist, wie die beiden Arme welche die Schieber t leiten, mit einem aus zwei Theilen bestehenden und durch Schrauben verbundenen Ringe T befestigt.

Der oberste außerhalb des Gehäuses liegende Theil der Welle L ist mit einem gezahnten Sector P aus Bronze verbunden, in welchen die Schraube ohne Ende O eingreift. Die Achse o der Schraube liegt horizontal in zwei auf den Supports U befindlichen Lagern und trägt am einen Ende das Handschwungrädchen V. Wie nun durch Drehung dieses Rades ein Drehen des Excenters s¹ und dadurch wieder die Bewegung der Schieber t erfolgt, ist leicht zu übersehen.

Die ganze Turbine läßt sich leicht auf einem Wagen transportiren und kann daher zu verschiedenen Zwecken, bei vorübergehenden Arbeiten verschiedener Art verwendet werden.

Als letzte Anordnung, welche Fontaine für seine Turbinen in Anwendung gebracht hat, ist noch die in Fig. 8 und 9 gegebene zu erwähnen. Sie unterscheidet sich von der in Fig. 1 und 2 abgebildeten dadurch, daß der Leitapparat nur über einen Theil des Rades sich ausbreitet und das Abschützen nur durch einen über dem Leitapparate hinrollenden Kegel stattfindet, von dessen Umfang sich der Gutta-percha-Streifen abwickelt. Diese Anordnung hat vor der eben beschriebenen den Vortheil, daß das Turbinenrad freier und zugänglicher ist, wenn Reparaturen vorzunehmen und Störungen zu untersuchen sind.

Das Turbinenrad A sitzt wieder an der hohlen Welle B, die oben im erweiterten Theile b mit dem Zapfen versehen ist, der in einem auf |87| der Säule D befindlichen Lager läuft. Die Welle wird oben durch das Halslager h' umfaßt, welches im Mauerwerk I befestigt ist.

In das Gehäuse J, welches am untern Theile den Leitapparat trägt, mündet von der Seite das Einfallrohr J' ein. Das Gehäuse überdeckt nur einen Theil des Rades und innerhalb desselben rollt über den Mündungen des Einkaufes der Kegel N mit seiner Gutta-percha-Umhüllung; seine Achse liegt in einer Gabel, die am Ende einer bogenförmigen Zahnstange M' festsitzt; diese Zahnstange erhält ihre Bewegung von einem Zahnrädchen P, welches an einer durch den obern Theil des Gehäuses gehenden Welle sitzt, durch deren Umdrehungen das Fortrollen des Kegels bewerkstelligt wird, wobei das Auf- oder Abrollen des Gutta-percha-Streifens stattfindet. An dem großen Gehäuse J, welches den Leitapparat überdeckt, ist das zweite Gehäuse M angebracht, welches die bogenförmige Zahnstange aufnimmt, wenn die Einlaufcanäle geöffnet sind; der Querschnitt dieses Gehäuses ist nur eben so groß, daß der gezahnte Bogen M' Raum genug darin findet.

Unsere Quelle führt zum Schluß noch eine Reihe von Bremsversuchen an, die von dem Hrn. Ingenieur Slawecki an einer Turbine der oben beschriebenen Art in der Fabrik der HHrn. Gebrüder Hilzingerin Perriers-sur-Andelle angestellt wurden.

Der Leitapparat der Turbine hatte 46 Einlaufcanäle von 46 Centimeter Weite und 4 (Zentimeter Höhe. Der äußere Durchmesser der Turbine betrug 2,60 Meter. Der Uebereinkunft gemäß sollte die Turbine bei einem Gefälle von 2,30 Meter und 3500 Liter Aufschlag per Secunde den Wirkungsgrad 0,65 ergeben. Das Bremsdynamometer wurde auf die erste Welle gebracht, die von der Turbinenwelle ihre Bewegung erhielt.

Die Versuchsresultate waren folgende:

Textabbildung Bd. 149, S. 87
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Ueber die Wirksamkeit der neuen Schützenvorrichtung spricht sich der Ingenieur, welcher vorstehende Versuche leitete, sehr günstig aus. So weit unsere Quelle.

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Die Fontaine'sche Turbine in ihrer bisherigen Einrichtung gehört unstreitig zu den besten hydraulischen Motoren und ebenso sind die oben beschriebenen Verbesserungen aller Beachtung werth.

Es darf aber nicht unerwähnt bleiben, daß diese Verbesserungen schon früher von anderer Seite in Vorschlag gekommen sind; das Abschließen der Leitcanäle durch einen Lederstreifen, der sich um einen beweglichen Kegel wickelt, wurde schon von Henschel im Jahre 1837 in Vorschlag gebracht und ausgeführt, der nach Professor Rühlmann als der eigentliche Erfinder der sogenannten Jonval-Turbinen zu betrachten ist.18) Für die Fontaine'sche Turbine, die sich von der Jonval'schen eigentlich nur dadurch unterscheidet, daß sie stets über dem Unterwasser, in freier Luft läuft, während die letztere immer unter Wasser geht, ist die erwähnte Schützenvorrichtung jedenfalls sehr zu empfehlen; sehr zweifelhaft würde aber der Erfolg ihrer Anwendung bei den Jonvalturbinen seyn; bei diesen Turbinen, bei denen fortwährend sämmtliche Radcanäle vollständig mit Wasser gefüllt sind, weil sie eben unter Wasser laufen, haben bis jetzt alle Versuche ergeben, daß ihr Wirkungsgrad schnell und stark sinkt, wenn, wie dieß häufig geschieht, bei geringerer Aufschlagwassermenge einzelne Leitcanäle durch Klappen oder Schieber verdeckt werden; dasselbe würde sich natürlich ergeben, wenn man bei diesen Turbinen einzelne Kanäle in der Weise abschließen würde, wie dieß oben bei den Fontaine'schen Turbinen in Vorschlag gebracht worden ist. Der Grund der schnellen Abnahme des Wirkungsgrades bei den Jonval-Turbinen mit den angegebenen Schützenvorrichtungen ist leicht zu erklären. So lange ein Turbinencanal unter den offenen Leitcanälen hinstreicht, geht das Wasser mit einer gewissen und gewöhnlich sehr großen Geschwindigkeit durch den Turbinencanal hindurch; tritt nun dieser Canal plötzlich unter eine oder mehrere hinter einander liegende verdeckte Leitcanäle, so wird zunächst das noch im Canale befindliche Wasser in Folge der Trägheit das Bestreben haben, abwärts zu fließen und hinter sich einen luftleeren Raum zu bilden; das wird jedoch in Wirklichkeit dadurch verhindert, daß in Folge des äußern |89| Atmosphärendruckes das Unterwasser von Unten nach Oben in die Radcanäle tritt und die Ausfüllung derselben übernimmt, so lange der Canal unter den verdeckten Leitcanälen hinstreicht. Jetzt tritt nun dieser Turbinencanal plötzlich wieder unter einen offenen Leitcanal, das zuströmende Wasser stößt gegen das, wenn wir hier diesen technischen Ausdruck gebrauchen dürfen, tobte Wasser im Turbinencanale und es muß eine gewisse Zeit vergehen, ehe das Wasser mit der gehörigen Geschwindigkeit wieder durch die Canäle geht. Dieses abwechselnde Eintreten und Zurückdrängen des Unterwassers muß in den Turbinencanälen zu Wirbelungen Anlaß geben, die nicht anders als von sehr schädlichem Einflüsse auf den Wirkungsgrad der Turbine seyn können; berücksichtigt man dabei noch die gewöhnlich sehr große Umdrehungszahl der Jonval-Turbinen und wie schnell auf einander in Folge dessen diese schädlichen Einwirkungen stattfinden, so läßt sich gar nichts anderes erwarten, als daß in allen Turbinencanälen, selbst in denen, welche eben unter offenen Leitcanälen hinstreichen, Wirbel und Unregelmäßigkeiten in der Bewegung des Wassers stattfinden, in Folge deren der Wirkungsgrad stark herabgezogen wird. Die Versuche, welche Prof. Brückmann an einer Jonval-Turbine anstellte, die aus der berühmten Fabrik von Escher, Wyß und Comp. in Zürich hervorging, ergaben bei vollständig geöffnetem Leitapparat den ausgezeichneten Wirkungsgrad 0,78 (beim vortheilhaftesten Gange). Sobald aber von den 15 Leitcanälen 3 verdeckt waren, sank der günstigste Wirkungsgrad auf 0,75 und wenn 5 verdeckt waren, gar auf 0,65 (polytechn. Centralblatt, 1849 S. 1348). Aehnliche Versuche siehe: Hydraulique de d'Aubuisson, Experiences de Morin.

Nach dem oben Erwähnten sind, diese Resultate erklärlich, ebenso läßt sich leicht übersehen, daß die schädlichen Einwirkungen um so größer seyn werden, je mehr Leitcanäle verdeckt sind.

Es ist unzweifelhaft, daß alle Schützenvorrichtungen bei Vollturbinen (Reactionsturbinen), d.h. bei solchen Turbinen, die unter Wasser laufen, bei denen überhaupt stets sämmtliche Turbinencanäle mit Wasser gefüllt sind, unzweckmäßig sind, wenn sie so angeordnet werden, daß bei geringerem Aufschlage einzelne Leitcanäle ganz geschlossen werden. Weit vortheilhafter ist dann die Anordnung, wie sie in neuerer Zeit bei den Jonval-Turbinen vorkommt, wenn sie für veränderliche Wassermengen bestimmt sind, daß man nämlich Doppelturbinen herstellt; die eine (die äußere) ist für das Minimum der Aufschlagwassermenge berechnet, und ohne eigentliche Schützenvorrichtung, die andere (die innere) ist mit einem Ringschützen versehen. Auf nähere Untersuchung dieser Anordnung kann ohne Rechnungen nicht weiter eingegangen werden.

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Ganz anders, als wir es eben für die Jonval-Turbine erörtert haben, verhält sich die Sache bei den Turbinen, die in freier Luft über dem Unterwasser laufen, also z.B. bei den Fontaine'schen Turbinen, mit denen wir es hier speciell zu thun haben. Hier kann das Verdecken einzelner Leitcanäle durchaus nicht schädlich wirken, denn sobald ein mit durchströmendem Wasser gefüllter Turbinencanal unter einen verdeckten Leitcanal tritt, wird das Weiterfließen nicht gehemmt, das Wasser fällt aus dem Canale und es tritt dafür Luft ein. Hieraus erklärt sich auch, weßwegen alle bis jetzt angestellten Versuche19) (siehe auch die oben angegebene Versuchstabelle) das Resultat geben, daß der günstigste Wirkungsgrad fast constant bleibt, mögen alle Leitcanäle offen oder einzelne verdeckt seyn; auf welche Weise dann das Verschließen stattfindet, ob durch Schieber, Klappen oder Gutta-percha- oder Lederstreifen ist gleichgültig hinsichtlich des günstigsten Wirkungsgrades und nur in constructiver Hinsicht von Wichtigkeit.

Dieser Umstand lehrt aber zugleich, daß man bei sehr veränderlichen Wassermengen die Turbine besser in freier Luft als unter Wasser laufen läßt, denn für die letztere Turbine besitzen wir eben noch keine zweckmäßige Schützenvorrichtung; die Rechnung zeigt, daß selbst die Ringschützen bei der Turbine von Jonval, Fourneyron, Cadiat, bei den Turbinen mit äußerer Beaufschlagung (Turbine von Francis) ihren Zweck nicht vollkommen erfüllen.

Sobald die Fontaine-Turbine in Folge veränderlichen Unterwassers in das Wasser taucht, verliert aber plötzlich die obige Schützenvorrichtung allen Werth, sofort treten dann auch hier alle Uebelstände ein, die wir oben bei der Jonval-Turbine erwähnten. Hier tritt nun der große Vortheil der Hydropneumatisation hervor, wie sie von Girard vorgeschlagen wurde; dieselbe besteht bekanntlich darin, daß der Raum unter der Fontaine-Turbine von der äußern Atmosphäre abgeschlossen und daß mit Hülfe einer Luftpumpe Luft in diesen Raum gepreßt wird; in Folge des Luftdruckes wird der Unterwasserspiegel stets so weit herabgedrückt, daß die Turbine nicht in das Wasser taucht, der Vortheil der Hydropneumatisation tritt also besonders dann hervor, wenn einzelne Leitcanäle verschlossen sind; ist hingegen der ganze Leitapparat geöffnet, so ist das Eintauchen des Rades in das Unterwasser nicht schädlich und dann nützt auch die Hydropneumatisation nicht viel. Die Versuche Girard's |91| (polytechn. Journal Bd. CXLII S. 1) bestätigen vollkommen das Gesagte. Weder Girard noch Andere haben auf den wahren Grund hingedeutet, weswegen die Hydropneumatisation der Fontaine-Turbinen, besonders bei geringerm Aufschlage als dem normalen, so vortheilhaft ist. Eben so wie die Fontaine-Turbine der bisherigen Construction im Grunde nichts anderes als eine Jonval-Turbine ist, und sich von letzterer nur dadurch unterscheidet, daß sie nie unter Wasser läuft, so sind auch die oben beschriebenen und in den Figuren 3 bis 7 und den Figuren 8 und 9 dargestellten Turbinen nichts anderes als die, welche schon längst unter dem Namen Borda-Turbinen bekannt sind; die Fontaine-Turbinen unterscheiden sich also von den genannten Systemen einzig und allein nur durch ihre constructive Ausführung; diese muß aber unbedingt als sehr gelungen und beachtenswerth bezeichnet werden.

Zum Schluß seyen uns noch einige Bemerkungen über die Ausführung von Bremsversuchen an Turbinen gestaltet. Die obige Versuchsreihe von Slawecki veranlaßt uns, den Wunsch auszusprechen, daß doch bei Veröffentlichung derartiger Untersuchungen genauere Angaben über die Dimensionen und Aufstellung der Turbine, über die Winkel, welche die Enden der Rad- und Leitschaufeln mit dem Horizonte oder dem Radumfange ein schließen, und über die Art und Weise gemacht werden möchten, in welcher die Wassermessung ausgeführt wurde. Sollen die Versuche dazu dienen, die Ergebnisse der Theorie mit den Erfahrungen zu vergleichen, und das kann doch nur der Hauptzweck der Veröffentlichung der Versuche seyn, dann müssen auch alle Verhältnisse genau angegeben seyn, die man bei den theoretischen Untersuchungen zu Grunde legen muß. Die meisten der bisher veröffentlichten Versuche erfüllen diesen Zweck nicht, es wird gewöhnlich als das Hauptresultat der Wirkungsgrad der Maschine hin gestellt; besser ist es aber, nicht das Verhältniß der effectiven zur theoretischen Leistung, sondern beide für sich genau zu kennen. Die effective Arbeit der Maschine wird gewöhnlich, soweit es unsere Bremsdynamometer gestatten, genau genug angegeben, so daß man diesen Angaben fast immer Glauben schenken kann. Anders verhält es sich aber mit der disponiblen Arbeit; diese, die hauptsächlich von der richtigen Wassermessung abhängt, muß man immer mit Mißtrauen aufnehmen, wenn nicht ganz genau angegeben wird, auf welche Weise die Bestimmung der Aufschlagwassermenge vorgenommen wurde; das gilt besonders in solchen Fällen, wo die Wassermessung mit Hülfe von Ueberfällen oder rectangulären Ausflußmündungen vorgenommen wird, also gewisse durch andere Versuche bekannte Ausflußcoefficienten zu Grunde gelegt werden. Bei hydraulischen Untersuchungen anderer Art nimmt man, um sicher zu gehen, gewöhnlich die kleinern |92| Werthe dieser Coefficienten, und diese Methode wenden viele Ingenieure auch bei den Wassermessungen bei Bremsversuchen hydraulischer Maschinen an, und geben dann bei Veröffentlichung der Versuche häufig nicht einmal den Werth des Coefficienten, den sie der Rechnung zu Grunde legten. Solche Versuchsresultate wird Niemand zur Vergleichung mit den Resultaten theoretischer Untersuchungen benutzen.

Ist L die Arbeit der Turbine in Meterkilogrammen, Q die theoretische Ausflußmenge (bei Ueberfällen) und μQ die wirkliche Wassermenge, wo μ der Ausflußcoefficient ist, h das Gefälle und γ das Gewicht eines Kubikmeters Wasser, so ist die disponible Arbeit

μQhγ

also der Wirkungsgrad

η = L/(μQhγ)

Man sieht daraus sofort, daß der Wirkungsgrad um so größer ist, je kleiner man μ nimmt, daß also, wie schon erwähnt, den Angaben über die Wirkungsgrade kein Vertrauen geschenkt werden kann, wenn der angenommene Werth des Ausflußcoefficienten μ nicht angegeben ist und nicht die Dimensionen des Ueberfalles, und die Höhe des Wasserspiegels über der Schwelle angegeben werden.

Wenn Versuchstabellen die Wirkungsgrade einer Turbine über 0,76 bis 0,78 geben, so kann man sicher seyn, daß die hohen Wirkungsgrade ihr Entstehen meist dem Umstande verdanken, daß der Experimentator bei Berechnung der Wassermenge den kleinsten Ausflußcoefficienten zu Grunde legte, den Hydrauliker für ähnliche Fälle angeben.

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Beschrieben im polytechn. Journal, 1845, Bd. XCVI S. 340.

|88|

Zeitschrift des hannoverschen Ingenieurvereins, 1855, Bd. I S. 227; polytechn. Journal Bd. CXLI S. 248.

|90|

Girard's Versuche, Comptes rendus, t. XXXIII p. 379; polytechn. Journal Bd. CXL S. 412 und Bd. CXLII S. 1.

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