Titel: Berechnung des Dampfverbrauches für die Pferdekraft; von J. Warrington.
Autor: Anonymus
Fundstelle: 1878, Band 229/Miszelle 1 (S. 479–481)
URL: http://dingler.culture.hu-berlin.de/article/pj229/mi229mi05_1

Berechnung des Dampfverbrauches für die Pferdekraft; von J. Warrington.

Denkt man sich eine Maschine, deren Kolben mit gespanntem Wasser von 1 Pfund Druck auf 1 Quadratzoll statt mit Dampf betrieben wird, so beträgt die Wassermenge für die Stunde dem Gewichte nach 859375 Pfund für 1e.1) Wäre die Spannung höher als 1 Pfund, so wird der Verbrauch um so viel mal geringer, als die Spannung jene von 1 Pfund übersteigt.

Wird Dampf statt Wasser benutzt, so bleibt der Verbrauch dem Volum nach mit jenem an gleichgespanntem Wasser völlig gleich, aber sein Gewicht |480| wird in dem Verhältniſs kleiner, als Dampf von der betrachteten Spannung leichter ist als Wasser.

Hieraus folgt, daſs die Zahl 859375, dividirt durch die mittlere Nutzspannung aus dem Diagramme, und der Quotient, dividirt durch das relative Volum der End- oder Ausströmspannung, den theoretischen Dampfverbrauch in Pfund für eine Pferdekraft und Stunde gibt.

So sind die Zahlen der folgenden Tabelle entstanden und jede unter W gibt sofort den Verbrauch einer Maschine, in welcher die Endspannung und die mittlere Spannung einander gleich sind und den darüber stehenden Zahlen der Spalte P entsprechen. Die fernere Benutzung derselben ist auf die Thatsache begründet, daſs (wenn die mittlere Spannung von der Endspannung abweicht) sich der benöthigte Verbrauch zum Verbrauch unter einer andern Spannung W umgekehrt verhält, wie die mittlere Spannung zu der vorausgesetzten unter P.2)

Bruchstück der Tabelle:

P = 12 18 24 30 45 60 Pfund Spannung,
W = 36,00 35,22 34,59 34,08 33,22 32,77 Dampfverbrauch.

Beispiel: In einem Diagramm beträgt die mittlere Spannung 31 und die Entspannung 18 Pfund. In der Tabelle steht 35,22 unter 18. Daher verbraucht die Maschine Pfund Dampf für 1 Stunde und 1e indicirt.

Falls sich die Vorausströmung im Diagramme stark bemerkbar macht und auch die Compression bedeutend wird, ist der Wasserverbrauch, wie folgt, richtig zu stellen.

Der Zug der Expansionslinie wird über den Abfall der Vorausströmung hinweg bis zur letzten Ordinate verlängert; der sich ergebende Schnittpunkt heiſse a. Durch ihn wird eine Parallele zur Atmosphärenlinie gezogen; diese schneidet die Compressionslinie auf der Gegenseite in einem Punkte b und die erste (Null-) Ordinate in c.

Würde die Compression nur bis b steigen, also die Compression gleich der Endspannung sein und dabei b und c zusammenfallen, so wären Verlust und Gewinn durch die schädlichen Räume einander gleich. Wächst die Compression, so wird der Dampfverbrauch um so viel geringer, als ab kürzer ist als ac. Daher gibt der wie oben abgeleitete Dampfverbrauch, multiplicirt mit dem Verhältniſs von ab zu ac, den wahren Verbrauch unter Rücksicht auf Compression und lineares Voreilen.

Wenn der Abfall wegen des Vorausströmens gröſser wäre als der Gewinn durch die Compression, was wohl nur selten eintritt, so wird die Compressionscurve verlängert, bis sie die Horizontale durch a schneidet; dieser Punkt heiſst wieder b, und der Verbrauch wird um ab : ac gröſser als der ursprüngliche.

Man wird diese Rechnungsart weit einfacher und bequemer finden als die sonst benutzten Vorgänge, und speciell sei hervorgehoben, daſs das Diagramm einer Maschine selbst (dessen Hohenmaſsstab bekannt sein muſs) alle Daten enthält, welche zur Berechnung des Dampfverbrauches nöthig sind. Cylindergröſse, Geschwindigkeit u. dgl. sind zu wissen nicht noth. Aber selbst der Einfluſs des schädlichen Raumes entfällt, wenn die Compression bis zur Höhe des Enddruckes steigt.

Für Metermaſs lautet die Tabelle:

P = 1 1,5 2 2,5 3 3,5 4at über das Vacuum
W = 15,87 15,51 15,24 15,0 14,90 14,75 14k,61 Dampfverbrauch.
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Die Ableitung dieser Tabelle ist nach dem Vorhergehenden leicht:

Ist der Druck 1 2 3 4at so werden
im Wassermotor benöthigt 26127 13063 8709 6534k für die Stunde und
weil Dampf 1646 857 585 447mal leichter ist als Wasser,
so folgt Dampfbedarf 15,87 15,24 14,9 14k,61 für 1 Stunde als Quotient.

Diese Werthe sind wohl kleiner als die direct umgerechneten Angaben des englischen Originales. Die Abweichung erklärt sich dadurch, daſs die englische Pferdekraft (550 Fuſspfund engl. = 76mk) um 1,4 Proc. gröſser ist als die metrische.

Beispiel: Mittlere Spannung 2at, Enddruck 1at,5 über das Vacuum.

Dampf für 1 Stunde und 1e indicirt:

Selbstverständlich gelten diese Werthe ohne Rücksicht auf die unvermeidlichen Dampfverluste, welche gesondert hinzuzurechnen sind. (Aus dem S. 311 d. Bd. angeführten Berichte Radinger: Dampfmaschinen und Transmissionen in den Vereinigten Staaten von Nordamerika.)

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Für Atmosphären und Cubikmeter wäre diese Zahl 26127, entwickelt (1qm Kolbenfläche, vm Kolbengeschwindigkeit in 1 Secunde):

Daher benöthigtes Volum fv= Cubikmeter für 1 Secunde,
benöthigtes Volum 60 × 60 × fv= Cubikmeter für 1 Stunde
oder benöthigtes Druckwasser= Kilogramm,
benöthigtes Wasser= von 1at Druck.
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Die Zulässigkeit dieses Vorganges wird am besten ersichtlich, wenn man sich ein Diagramm der specifischen Dampfgewichte zeichnet. Trägt man die Spannungen als Abscissen und die zugehörigen Gewichte von 1cbm Dampf als Ordinaten auf und verbindet die Endpunkte, so erhält man eine schief ansteigende Linie, welche innerhalb der vorkommenden Grenzen mit einer Geraden derart nahe zusammenfällt, daſs die Abweichung praktisch belanglos bleibt.

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