Titel: Verdampfungs- u. Indicatorversuche an einer 100e-Dampfmaschinenanlage.
Autor: Anonymus
Fundstelle: 1876, Band 220 (S. 496–504)
URL: http://dingler.culture.hu-berlin.de/article/pj220/ar220122

 Verdampfungs- und Indicatorversuche an einer 100pferdigen Dampfmaschinenanlage nebst Kesselanlage.

Die Maschine ist eine liegende Woolf'sche Dampfmaschine, deren Expansion durch Regulator gestellt wird. Sie ist mit Condensation eingerichtet. Der Zutritt des Dampfes in den kleinen Cylinder erfolgt durch Admissions-Doppelsitzventile von 110mm mittlerm Durchmesser. Der Dampf wird durch ein Dampfrohr von 110mm Durchmesser von der etwa 120m entfernten Kesselanlage hergeleitet. Vom kleinen Cylinder tritt der Dampf durch verticale oscillirende Drehschieber von 160mm Durchmesser in den großen Cylinder und durch gleiche Schieber in den Condensator. Beide Dampfcylinder liegen unmittelbar neben einander; ihre Entfernung beträgt von Mitte zu Mitte 1000mm. Die Dampfcanäle zwischen denselben sind 42mm breit und 370mm hoch. Die Bewegung der Drehschieber erfolgt durch ein Excenter, diejenige der Admissionsventile durch einen gußeisernen Conus mit spiralförmigen Erhöhungen, welchen ein Buß'scher Regulator hebt und senkt.

Zwischen Condensator und großem Cylinder steht ein Röhrenvorwärmer, in welchem der gebrauchte Dampf vor der Condensation eine Temperaturerhöhung des Speisewassers von ca. 25 bis 53° hervorbrachte. Die Kurbeln der Schwungradwelle sollen um 90° versetzt sein; um jedoch einen größern Füllungsgrad zu ermöglichen, wurden sie um 100° versetzt.

Die Kesselanlage besteht in zwei neben einander liegenden Systemen. Jedes System hat unten einen Lancashire-Kessel mit zwei Rühren für Innenfeuerung und durch zwei Stutzen verbunden über sich einen Röhrenkessel. Die Gase gehend zunächst aus den Flammröhren in die obern Röhren, umspülen darauf den ganzen Unter- und endlich den ganzen Oberkessel.

Die Anlage dient zum Betriebe einer Mühle von 8 Gängen mit Räderbetrieb.

Der Effect der Maschine und Kessel wurde nach Vollendung der Vorbereitungen durch Heizversuche, Wassermessung und Indicatorversuche unter Leitung des Directors R. Weinlig (Technische Mittheilungen des Magdeburger Vereins für Dampfkesselbetrieb, 1876 S. 29) ermittelt. Zu dem Ende war in dem benachbarten Wassercanal eine Feuerspritze aufgestellt, welche von 6 Mann bedient wurde und das Wasser in ein hölzernes Gefäß förderte, dessen Inhalt genau adjustirt und gewogen war. Von hier aus wurde jede Füllung in den darunter befindlichen Bottich gelassen und notirt. Der Inhalt war ebenfalls durch Abwägen |497| des eingefüllten Wassers bekannt. Beide Gefäße standen im Kesselhause und vor der Dampfpumpe. Letztere förderte das Wasser sodann vom untersten Gefäße in die Kessel. Die verwendeten Kohlen wurden vom Haufen genommen und karrenweise in das Kesselhaus geschafft, auf der Decimalwage gewogen und vor die Kessel gestürzt. Aus dem Haufen wurde die Probe für die Analyse genommen und eine zweite Probe auf das Kesselgemäuer gelegt, um den zufälligen, durch den erhaltenen Regen bedingten Wassergehalt der Kohle zu ermitteln. Zwei Gehilfen blieben während der Verdampfungsversuche behufs Nachwägung und Controle unausgesetzt im Kesselhause. Der Versuch wurde genau 10 Stunden fortgesetzt und schon nach 6 Stunden zeigte sich, durch stete Vergleichung von Kohlen- und Wasserverbrauch, daß die durchschnittliche Arbeit erreicht war.

Die Heizung und Speisung wurde vorsichtig gehandhabt und sorgfältig überwacht, und der Dampfdruck constant 7at gehalten; die Feuer wurden rein, die Kohlenschicht niedrig gehalten, und es wurde streng beachtet, daß abwechselnd geheitzt und ebenso abgeschlackt wurde. Der Wasserstand war am Anfange des Versuches durch umgeklebte Papierstreifen an den Gläsern markirt und wurde zu Ende desselben durch Aufpumpen genau wieder in die ursprüngliche Höhe gebracht. Die Temperatur der Feuergase wurde im Fuchse mittels Quecksilberthermometer mehrfach gemessen. Die durch den Rost fallenden Kohlen wurden von den Heizern einigermaßen aussortirt und wieder unter die Kohlen geworfen. Die Schlacke wurde zu Ende des Versuches gewogen. Züge und Röhren waren zwei Tage vorher gereinigt. Zur Bedienung der beiden Kessel waren zwei Heizer angestellt, welche nur für ihre Kessel zu sorgen hatten.

An der Maschine waren zwei Indicatoren angebracht, und wurden durch die zugehörigen Mechanismen in Bewegung gesetzt. Der Indicator am kleinen Cylinder wurde mittels Differentialrollen, der am großen mittels Hebelübersetzung betrieben. Die Schnüre wurden 18 Stunden lang mit 2k Gewicht gestreckt, weil die Feder der Papiercylinder eine solche Spannung hat. In den beiden Differentialrollen saßen dieselben Federn, wie sie am Indicator sitzen, und so war weder todter Gang, noch eine ungleiche Anspannung möglich. Die Diagramme wurden stets zu gleicher Zeit an beiden Cylindern genommen und dabei der Stand des Vacuummeters und Manometers notirt, die Temperatur des Condensationswassers gemessen und am Hubzähler die Touren gezählt. Alle 30 Minuten wurden Diagramme genommen.

Um zu constatiren, ob die beiden Cylinderseiten eine gleiche Arbeit |498| zeigten, wurden die Indicatoren auf beiden Seiten angesetzt und unter einander verwechselt, um etwaige Differenzen oder Fehler zu erkennen. Beim Nehmen der Diagramme wurde mit der größten Vorsicht zu Werke gegangen, und es verdient bemerkt zu werden, daß keines mißlungen, sondern alle ganz vorzüglich scharf ausgefallen sind. Zur Ermittlung der Tourenzahl war ein Hubzähler angebracht, welcher continuirlich im Betriebe blieb.

Um die Leistung der Maschine bestimmen zu können, wurde der Regulator außer Betrieb gesetzt, so daß die Füllung des kleinen Cylinders constant 3/10 bleiben mußte. Das Dampfventil wurde ganz geöffnet, die resultirende Kraft wurde mit Absicht zum Betriebe von 8 Gängen derart consumirt, daß die Maschine ihre vorgeschriebene Tourenzahl nicht voll erreichte. Es wurde ein bestimmtes Quantum Korn abgewogen und nun die Arbeit auf die einzelnen Maschinen so vertheilt, daß alle abgelesenen Zahlen des Hubzählers zu den verschiedensten Zeiten eine fast constante Geschwindigkeit der Maschine ergaben. Dieser Zustand wurde genau 10 Stunden, so lange nämlich die Verdampfungsversuche dauerten, innegehalten. Vorher wurde der Leergang des Mühlenwerkes und derjenige der Dampfmaschine indicirt und dazu 6 Stunden verwendet. Zu letztern wurde 1 Stunde Zeit genommen. Aus den 8 Diagrammen ist derselbe genau genug zu ermitteln. Versuchsweise wurde hierbei mit 3/10 und 1/10 und 1/20 Cylinderfüllung gearbeitet; auch wurden zwei Diagramme genommen, nachdem die Maschine frisch geschmiert worden war.

Nachdem der Leergang des ganzen Mühlenwerkes durch Indiciren untersucht war, wurden des allgemeinen Interesses wegen die Systeme der Sichtmaschinen, Reinigungsmaschine, Transportvorrichtung und der Mühlsteine auf die Kraft für ihren Leergang untersucht. Darauf wurde der Leergang der Maschine indicirt und wurden alle Maschinen wieder in Gang gesetzt. Um 4 Uhr 10 Minuten Nachmittags wurde das abgewogene Quantum von 20 Wispeln (zu 26381,2) trockenen russischen Weizens zur Reinigung vorgegeben und dann weiter gearbeitet, bis 4 Uhr 45 Min. Nachmittags die Gänge beschäftigt waren und die ganze Arbeit der Maschine consumirt werden konnte. Von hier ab begannen die gesammten Versuche in der vorhin beschriebenen Weise und dauerten 10 Stunden, nämlich bis 2 Uhr 45 Min. Nachts. Ihr Ergebniß ist in nachstehenden Tabellen verzeichnet.

|499|

Mechanische Verhältnisse eines jeden Kessels der Kesselanlage.

Textabbildung Bd. 220, S. 499

Betrieb der Anlage zur Zeit des Versuches.

Textabbildung Bd. 220, S. 499
|500|

Ergebniß der Verdampfungsversuche.

Textabbildung Bd. 220, S. 500

Analyse und Preis der verwendeten Newcastle-Kohle.

Kohlenstoff 70,135 Preis der Kohle October 1875
Wasserstoff 4,892 pro 500k loco Fabrik 10 M.
Sauerstoff 9,211
Wasser (hygrosk.) 2,587
Asche 13,175
–––––––
100,000.

Ergebniß der Indicatorversuche.

Textabbildung Bd. 220, S. 500

Es ergibt das kleinste Diagramm Nr. 40 = 45 Touren, p = 2at,855 im kleinen und p1 = 0at,5 im großen Cylinder und mit Berücksichtigung des Querschnittes der auf beiden Cylinderseiten durchgehenden Kolbenstangen:

Querschnitt des kleinen Cylinders F = 924qc,
Querschnitt des großen Cylinders F = 3785qc.

Da nun die Geschwindigkeit 2sn/60 = 1m,68 beträgt, wenn s den Hub bedeutet, so ist die indicirte Totalleistung

Textabbildung Bd. 220, S. 500
|501|

Aus dem größten Diagramm Nr. 34 ergibt sich n = 45, p = 2at,895, p1 = 0at,566 und N = 108e.

Die übrigen Diagramme sind so gleich, daß sie beim Auflegen einer Durchzeichnung identisch erscheinen; es ergibt sich p im Mittel zu 2at,87 und p1 = 0at,52. Da nun der Hubzähler nach 10 Stunden Zeit eine mittlere Tourenzahl von 44 pro Minute ergibt, so ist die mittlere indicirte Leistung zu 101e anzusetzen.

Der Leergang ist auf mehrfache Weise genommen, nämlich nach Diagramm 17 bei 2/10 Expansion und gedrosseltem Ventile, nach Diagramm 19 ebenso, nur wurde die Maschine geschmiert, wobei sich die Geschwindigkeit von 50 auf 56 Touren erhob, und nach Diagramm 21 bis 26 |502| bei 1/10 bezieh. 1/20 Expansion. Bei 1/10 fiel die Geschwindigkeit auf 53 und bei 1/20 Expansion auf 49 Touren.

Bei 2/10 Cylinderfüllung gebrauchte der Leergang nach Reduction auf 44 Touren 9e, sank nach dem Schmieren auf 8 und blieb bei 1/20 Füllung constant auf 7e stehen. Unter solchen Umständen ist der Leergang mit 8e sicher nicht zu hoch angesetzt.

Die zusätzliche Reibung, welche nur durch Bremsversuche genau zu ermitteln ist, pflegt zwischen 10 bis 13 Proc. zu liegen. Sie ist zu 10 Proc. angenommen, so daß die mittlere Leistung der Maschine bei 3/10 Füllung und 44 Touren in dem jetzigen Zustande zu 83e effectiv bei einem Wasserverbrauch von 1259k,5 anzusetzen ist.

Der Dampfverbrauch der Dampfpumpe ist nicht in Abzug gebracht, da er nicht ermittelt werden konnte. Er ist, auf Grund angestellter Rechnungen, pro Stunde mit 80k zu schätzen, wenn man berücksichtigt, daß anstatt ihrer der Betrieb der Maschinenpumpe auf Kosten des Leerganges hätte erfolgen müssen.

Um nun einen kurzen Ueberblick über die Leistung der Maschine in Bezug auf die Production der Mühle zu gewinnen, so ist das abgewogene Quantum Getreide von 20 Wispeln vollständig fertig gemahlen. Es stellte sich heraus, daß dieselben in 24 Stunden Zeit fertig waren.

Sonach hat ein französischer Mahlgang von 1m,2 Durchmesser bei 132 Touren pro Minute 2½ Wispel Getreide in 24 Stunden fertig gebracht und dabei ca. 10e,5 erfordert. Hierbei ist zu bemerken, daß das Mahlgut die Steine mit 24° Temperatur verließ, und daß die Mühleinrichtung verzweigte Transmissionen nöthig machte, sowie daß eine vorzügliche Ausbeute an Mehl erzielt wird.

Dieses Ergebniß stimmt sehr genau mit den Resultaten früherer Versuche auf andern Mühlen überein, wo ein ebensolcher Mahlgang ca. 2½ bis 2⅗ Wispel in 24 Stunden fertig mahlte und mit Zubehör 11e nöthig hatte.

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