Titel: Ferd. Fischer, über flammenlose Verbrennung.
Autor: Fischer, Ferd.
Fundstelle: 1883, Band 247 (S. 32–35)
URL: http://dingler.culture.hu-berlin.de/article/pj247/ar247016

Ueber flammenlose Verbrennung; von Ferd. Fischer.

Die Mittheilungen von Th. Fletcher (1882 246 293) über die sogen. flammenlose Verbrennung veranlaſsten mich, die angegebenen Versuche zu wiederholen, gleichzeitig jedoch die Verbrennungsproducte zu untersuchen.

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Zu diesem Zweck benutzte ich eine Gebläselampe, welche bei gewöhnlichem Gasdruck 320l Leuchtgas verbraucht, und ein mit dem Fuſs zu tretendes Gummigebläse. Ferner wurde um das eine Ende eines dünnen Thonpfeifenrohres Eisendraht möglichst gleichmäſsig zu einer 6 bis 8cm dicken, festen Kugel gewickelt, doch so, daſs ein Gasstrom leicht hindurch ging und daſs man durch das Thonrohr aus der Mitte der Kugel Gase ansaugen konnte.

Richtet man nun auf eine solche Eisendrahtkugel die Flamme des Gasgebläses, bis das Eisen eben rothwarm ist, drückt den Gaszuleitungsschlauch zu, so daſs die Flamme verlöscht, läſst das Gas dann wieder zutreten unter gleichzeitiger kräftiger Luftzufuhr, so wird in wenig Augenblicken das Innere der Kugel weiſsglühend und der Eisendraht schmilzt zusammen, anscheinend ohne jede Flammenbildung. So weit ist also Fletcher's Mittheilung richtig.

Während nun die Kugel am heftigsten glühte, wurde aus der Mitte derselben mittels des Thonrohres eine Gasprobe entnommen und über Quecksilber untersucht.1) Die den Gasproben I und II entsprechenden Versuche wurden bei gewöhnlichem, III bei stärkerem, IV bei noch stärkerem Gasdruck ausgeführt; dabei war die Kugel beim Versuch II aus sehr feinem, beim I. und III. aus 1mm dickem Draht, beim IV. aus beiden gemischt gewickelt:

I II III IV
Kohlensäure 5,11 5,03 6,60 7,72
Kohlenoxyd 0 0 0 1,08
Methan 0 0 0 Spur
Wasserstoff 0 0 0 0,32
Sauerstoff 6,26 3,34 4,98 Spur
Stickstoff 88,63 91,63 88,42 90,88
–––––– –––––– –––––– ––––––
100,00. 100,00. 100,00. 100,00.

Die Zusammensetzung der Gasproben entspricht somit der des Gasgemisches an der Spitze einer Gebläseflamme oder einer Bunsen'schen Gasflamme; jedoch zeigt das geringere Sauerstoffverhältniſs, daſs ein Theil desselben von dem Eisen zurückgehalten ist. In der That besteht die geschmolzene Masse bei Verwendung von feinem Draht etwa zur Hälfte aus Fe3O4, weniger verbrennt von dem dickeren Draht. Bemerkenswerth ist ferner, daſs die Flamme zur Gebläsemündung sofort zurückschlägt, wenn der Windstrom nicht kräftig genug ist, ja daſs der Versuch auch ohne zeitweiliges Absperren des Gaszuflusses ausgeführt werden kann, indem man die Gebläseflamme auf den Drahtball richtet und dann rasch den Luftstrom so verstärkt, daſs die Flamme an der Mündung der Lampe von selbst verlöscht, während nun das Innere der Kugel bald weiſsglühend wird.

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Sobald man demnach den für einen Augenblick geschlossenen Gasschlauch wieder öffnet und nun das Gemisch von Leuchtgas und Luft in die vorgewärmte Kugel treibt, wird dasselbe hier auf seine Entzündungstemperatur erhitzt; die Leuchtgasbestandtheile vereinigen sich mit dem Sauerstoff der Luft unter Explosion (daher das eigenthümliche Getöse), welche aber nicht bis zur Mündung der Gebläselampe zurückschlagen kann, so lange die Geschwindigkeit des Gasstromes gröſser ist als die Explosionsgeschwindigkeit des fraglichen Gasgemisches. Sobald nur diese Bedingung eingehalten wird, kann die Zusammensetzung des Gasgemisches, wie vorstehende Analysen zeigen, innerhalb ziemlich weiter Grenzen schwanken. Die erzielte hohe Temperatur erklärt sich daraus, daſs die Verbrennung des Leuchtgases innerhalb der Kugel stattfindet und daſs, während das Innere der Kugel schmilzt, die äuſseren 3 bis 5 Drahtschichten kaum rothwarm werden und dadurch die Wärmeausstrahlung des bläulich weiſsglühenden Kernes fast ganz hindern. Diese dunkle Drahthülle blieb bei meinen Versuchen zurück, mochte die Kugel 2 oder 8cm Durchmesser haben; sie schmolz aber zusammen, wenn sie in einem Tiegel ohne Boden den Gasen ausgesetzt wurde. Enthält das Gasgemisch überschüssigen Sauerstoff (Versuch I bis III), so wird die Temperatur durch das brennende Eisen erhöht2); ist Leuchtgas mehr oder weniger im Ueberschuſs vorhanden, so ist die Verbrennungstemperatur dieses Gasgemisches mehr als ausreichend, um Eisen innerhalb einer dunkeln Drahthülle zum Schmelzen zu bringen.

Daſs die Verbrennung des Gasgemisches innerhalb der Kugel mit noch geringerer Flammenbildung erfolgt als bei dem Bunsen'schen Brenner oder der Gebläselampe, erklärt sich einfach aus der gleichförmigen Mischung des an Sauerstoff reichen Gasgemenges und der hohen Temperatur. Uebrigens wird die Erkennung einer schwachblauen Flamme durch das blendende Licht des schmelzenden Eisens sehr erschwert.

Verwendet man statt der Drahtkugeln Chamottestücke u. dgl., so tritt, wenn man die Stücke zunächst auf Rothglut bringt, dieselbe Erscheinung ein, hört jedoch bald wieder auf; der Wärmeverlust durch Strahlung ist eben zu groſs. In einem geschlossenen Ofen wird das Gasgemisch fortbrennen; doch wird sich dasselbe wohl unmittelbar beim Eintritt in den heiſsen Ofen entzünden, so daſs hier die eben besprochene Erscheinung kaum in Frage kommt. Noch weniger ist dies der Fall bei Generatorgasfeuerungen, da hier die Erzielung so kräftiger Gasströme, daſs kein Zurückschlagen der Flamme stattfinden kann, nur selten, bei Verwendung heiſser Gase aber nie ausführbar sein dürfte. Auf feste Brennstoffe kann die genannte Erscheinung offenbar gar keine Anwendung finden und scheinen mir die von Fletcher angeführten Beispiele der |35| Braupfannen- und Dampfkesselfeuerung nicht zutreffend zu sein. Feuerungen lassen sich eben nicht durch den Augenschein, sondern nur auf Grund von Gasanalysen beurtheilen.

Die „flammenlose Verbrennung“ Fletcher's eignet sich daher sehr gut zu einem schönen Vorlesungsversuch, praktische Bedeutung hat sie meiner Ansicht nach wenig oder gar nicht.

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Vgl. Ferd. Fischer: Chemische Technologie der Brennstoffe, S. 239.

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In Folge der schwierigeren Oxydation und des besseren Wärmeleitungsvermögens gelingt daher dieser Versuch mit Kupferdrahtkugeln weniger gut als mit Eisendraht.

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