Titel: Delafond, über Versuche an einer Corliſsmaschine.
Autor: Anonymus
Fundstelle: 1885, Band 256 (S. 289–295)
URL: http://dingler.culture.hu-berlin.de/article/pj256/ar256110

Ueber Versuche an einer Corliſsmaschine.

Mit Abbildungen.

Auf den Schneider'schen Werken zu Creusot wurden im J. 1883 umfangreiche Versuche an einer Corliſsmaschine (550mm Bohrung und 1100mm Hub) durchgeführt, über welche F. Delafond, Ingénieur en chef des mines zu Châlon-sur-Saône, in den Annales des mines, 1884 Bd. 6 S. 197 ff. ausführlich berichtet.

Ein Theil der Versuche diente zur Feststellung des Zusammenhanges zwischen indicirter und effectiver Leistung, welche letztere durch Bremsung ermittelt wurde. Die beistehend skizzirte Bremse wird in dieser Gestalt zu Creusot seit Jahren verwendet und ist für bedeutende Arbeitsleistungen – während der Versuche an 200e – geeignet. Die Spannung der Bremse regelt sich selbstthätig. Der Spannhebel B wird mittels der Wageschale t belastet und stützt sich überdies auf eine Feder w. Ist nun z.B. die Reibung am Umfange zu groſs, so wird mit den Backen M der ganze Zaum in der Drehungsrichtung mitgenommen; hierbei drückt sich aber die Feder u zusammen und verringert durch Entlastung des Hebelendes die Anpressung der Backen.

Textabbildung Bd. 256, S. 289
Bei der verwendeten Bremse miſst der kurze Hebelarm 0m,20, der Hebelarm der Wageschale r 1m,80, jener der Feder u 2m,25. Das Gewicht auf der Schale ist 80 bis 330k, die Spannung der Feder beträgt 10 bis 100k und wird an einer sorgfältig hergestellten Eintheilung nach einem Zeiger abgelesen. In den meisten Fällen genügt die Veränderlichkeit der Federspannung, um bei bestimmtem Gewichte P auf der Hauptwageschale R und p am Spannhebel auf der Schale r alle Aenderungen der Reibung auszugleichen, ohne daſs der Hebel zu sehr aus der Wage kommt. Der Beobachter braucht dann nur die Federspannungen abzulesen und deren Mittelwerth n zu bestimmen.

Sind L, l und l1 die Hebelarme von P, p und π, so ist das Moment der Reibung durch die Gleichung Plpl + πl1 gegeben.

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Das einseitige Uebergewicht des langen Bremshebels ist an der Schale R ausgeglichen. Im Berichte ist nichts darüber gesagt, in wie weit die Rollenreibung bei R störend auftritt.

Bei verschiedenen Dampfspannungen und verschiedenen Füllungen wurden mit Condensation 33 Versuche, ohne Condensation 13 Versuche durchgeführt, wobei die Maschine vom Leergange bis zu 191e effectiv (216e,5 indicirt) belastet war.

Das Ergebniſs dieser Versuche wird ausgedrückt durch die Beziehung zwischen der indicirten Leistung N1 und der effectiven Ne bei Condensation: Ne = – 16 + 0,902 Ni, bei Auspuff: Ne = – 12 + 0,945 Ni. Hierbei erscheint der gröſsere Widerstand bei Condensation durch die mit der Leistung steigende Luftpumpenarbeit sowie vielleicht auch durch die gröſseren Drücke am Kolben gerechtfertigt.

Die einzelnen Versuche zeigen deutlich die Verringerung des Nutzeffectes bei höheren Einströmspannungen. Eine ganz genaue Formel müſste daher von der Dampfspannung abhängig gestaltete Coefficienten erhalten, würde wohl auch als lineare Gleichung nicht ausreichen.

In dem Berichte wird versucht, den Unterschied zwischen 2,5k/qc und 5k/qc Einströmdruck durch (nicht bis zum Leergange gültige) besondere Formeln auszudrücken:

bei 2,5k/qc gilt annähernd: Ne = – 22 + 0,99 Ni,
bei 5k/qc Nc = – 26 + 0,98 Ni ,

doch sind diese Formeln entschieden nicht zu billigen, nachdem es sachlich unmöglich ist, daſs der Betrag der zusätzlichen Reibung, welcher mit Ni wächst, nur 0,01 Ni bezieh. 0,02 Ni betragen sollte.

Von hervorragender Bedeutung ist eine zweite Reihe von Versuchen über den Dampfverbrauch der Maschine.

Die Construction der Versuchsmaschine (vgl. 1884 253 * 182) ist theilweise nicht die vortheilhafteste. Die schädlichen Räume sind entschieden unnöthig groſs; dieselben betragen, durch Füllung mit Wasser gemessen, vorn 3,58, hinten 3,74 Procent des vom Kolben durchlaufenen Volumens. Ebenso ist auch die Dampfmantelung eine unvollständige. Der Cylinder besteht aus zwei gesonderten Endstücken, welche die Schiebergehäuse enthalten, und aus einer Mitteltrommel, die doppelwandig (eingebüchst) ist und den Dampfmantel bildet. Es sind hierbei die ersten 15 Proc. des Hubes ungeheizt und ebenso entbehren die Deckel jeder Heizung.

Die Einrichtungen für die Versuche waren mit groſser Sorgfalt und bedeutenden Kosten getroffen. Die Maschine arbeitete an der Bremse. Der Dampf wurde durch einen eigenen Locomotivkessel geliefert, dessen Spannung bis 7,75k/qc gehalten werden konnte. Die Speisung erfolgte durch einen kleinen dauernd arbeitenden und einen groſsen aushelfenden Injector aus einem Behälter, welcher durch gemessene Wassermengen aus einem Meſsgefäſse von 1500l Inhalt nachgefüllt und zum Schlusse wieder auf ursprünglichen Stand abgeglichen wurde.

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Ein merkwürdiges Verfahren wurde beobachtet, um die unregelmäſsigen Dampfabgänge beim Anlassen der Maschine zu vermeiden: Die Maschine wurde vor jedem Versuche zuerst von der allgemeinen Dampfleitung des Werkes aus angelassen, auf die gewünschte Füllung gestellt und in richtige Umlaufszahl gebracht; auf ein gegebenes Zeichen wurde möglichst rasch das Ventil zur allgemeinen Leitung geschlossen, jenes zum Versuchskessel geöffnet, die Umlaufszahl an dem Hubzähler abgelesen und die Bremse entsprechend der nunmehrigen Leistung belastet. Im Versuchskessel war der Wasserstand unmittelbar vorher bei geschlossenem Ventile abgelesen worden. Nach Beendigung des Versuches wurde dieser Stand durch Nachspeisen wiederhergestellt.

Auf Grund dieser Maſsregeln glaubte man, sich mit kurzen – gewöhnlich nur etwa einstündigen Versuchen begnügen zu dürfen; Referent befürchtet aber sehr, daſs die Genauigkeit der Versuche hierdurch wesentlich gelitten hat. Obzwar bei geschlossenen Ventilen der Wasserspiegel weniger schwankt, so sind doch je nach dem Stande des Feuers in Folge verschieden starken Aufwallens Täuschungen möglich. Diese und die unvermeidlichen kleinen Ablesefehler in Folge der Schwankungen des Wasserspiegels verursachen Fehler, welche gegenüber der geringen Speisewassermenge so kurzer Versuche ganz beträchtlich sein können. Auch wurde wiederholt beobachtet, daſs der Wärmeaustausch der Wände, z.B. nach Anstellung der Mantelheizung, den richtigen Beharrungszustand erst nach einiger Zeit erreicht und daſs eine frühere Arbeitsweise auf die folgende Einfluſs nehmen kann. Es ist dies sehr zu bedauern, da die Versuche sonst an Zahl und Mannigfaltigkeit einzig dastehen.

Es liegen an 70 Versuche vor, welche mit oder ohne Condensation, mit den verschiedensten Füllungen und Dampfspannungen, mit oder ohne Mantelheizung vorgenommen wurden; letztere ist auch mit Dampf von höherer Spannung als jener im Cylinder versucht worden, womit ein Vorschlag G. Schmidt's (mit Erfolg) verwirklicht scheint.

Die Ergebnisse der Versuche sind in der Tabelle S. 292 und 293 wiedergegeben; im Originaltexte sind sie überdies graphisch dargestellt.

Die letzten drei Versuche wurden mit auf Compression gestellter Auslaſssteuerung vorgenommen; bei allen anderen hat keine Compression stattgefunden.

Die angegebenen Werthe des Verbrauches umfassen stets die ganze Speisewasser menge, also den Dampfverbrauch einschlieſslich der in dem Mantel niedergeschlagenen Menge, ausgedrückt in nassem Dampf.

Für eine kritische Beleuchtung der Versuchergebnisse erweisen sich die mitgetheilten Werthe der Dampfverluste als sehr dienlich.

Die Maschine ist als tadellos dicht erprobt; der Unterschied zwischen der Speisewassermenge (abzüglich Mantelwasser) und der aus dem Indicatordiagramme berechneten Dampfmenge kann demnach als während

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Textabbildung Bd. 256, S. 292
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Textabbildung Bd. 256, S. 293
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der Einströmung in den Cylinder niedergeschlagen angesehen werden. Diese Mengen in Gramm auf den Hub nach den Füllungsgraden als Abscissen wurden ebenfalls zeichnerisch dargestellt und zwar für jede Kesselspannung gruppenweise gesondert. Diese Darstellung ist nachstehend wiedergegeben.

Textabbildung Bd. 256, S. 294
Der Verlauf der Condensation im Cylinder bei bestimmten Spannungen und verschiedenen Füllungsgraden drückt sich durch Curven aus, von denen man einige Gesetzmäſsigkeit erwarten möchte; dieselben zeigen – abgesehen von den Schwankungen bei den kleineren Drücken – das |295| Gesetz, daſs die Cylindercondensation bei einer gewissen Füllung ein Maximum wird, sodann bei wachsender Füllung abnimmt.

Die Uebereinstimmung ist allerdings eine ziemlich unvollkommene. Es muſs aber berücksichtigt werden, daſs die Curven eigentlich die Wassermenge am Ende der Einströmperiode (Differenz zwischen Speisewassermenge für den Hub und aus dem Indicatordiagramme berechneter Dampfmenge am Ende der Einströmung) darstellen. Die Curven enthalten also auch alle Ungenauigkeiten der Beobachtungen und können hierdurch beträchtliche Störungen erfahren, nachdem z.B. ein Fehler von 5 Proc. in dem ermittelten Verbrauche von beiläufig 1000 bis 3000k stündlich auf den einfachen Hub 7 bis 20g entfallen läſst, während die aufgetragenen Werthe zwischen 10 und 105g und der Mehrzahl nach zwischen 20 und 45g für den einfachen Hub liegen. Diese Werthe enthalten überdies auch noch die Dampfnässe, welche dieselben steigend mit der absoluten Verbrauchsmenge vergröſsern muſs.

Hinsichtlich der Dampfnässe wird bemerkt, daſs zwei calorimetrische Versuche durch die Richtigstellung mittels der Einspritzwassermenge ergeben haben, daſs die Dampfnässe nur etwa 2,2 Procent betrage. Darauf hin wurde die Dampfnässe nicht weiter berücksichtigt und als ganz unbedeutend angesehen. Es dürfte aber kaum einem Zweifel unterliegen, daſs diese Voraussetzung eine unzutreffende ist. Der verwendete Locomotivkessel konnte unmöglich unter allen Umständen so trockenen Dampf geben, besonders, da er bei einigen Versuchen1) derart angestrengt wurde, daſs es sehr schwierig war, den Kesseldruck zu erhalten.

(Schluſs folgt.)

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Die stündliche Dampferzeugung betrug in diesen Fällen an 3000k oder mit Rücksicht auf den Dampfverbrauch des speisenden Injectors (mindestens 10 Procent der gespeisten Wassermenge) an 3300k. Die Gröſse der Heizfläche ist nicht angegeben. Eine Skizze des Kessels in 0,01 n. Gr. erlaubt aber, die Wasserspiegelfläche zu schätzen; dieselbe kann 5 bis 6qm betragen, so daſs auf 1qm Wasserspiegel stündlich 550 bis 660k Dampf erzeugt würden. Hiernach sind die angenommenen 2,2 Proc. selbst bei der kleinsten Dampferzeugung von 700 bis 1000k stündlich schon kaum zureichend.

Bei den sehr genauen und ausführlichen Versuchen, welche Director Pechar auf der Dux-Bodenbacher Eisenbahn veranstaltete, ermittelte Prof. Gollner nachfolgende – mir freundlichst mitgetheilte – Werthe der Dampfnässe an einem Locomotivkessel mit Nepilly'scher Feuerung (vgl. 1882 243 * 283. 1883 248 223) von 140qm Heizfläche, 5qm,78 Wasserspiegelfläche bei mittlerem Stande:

Stündliche Dampferzeugung408340283760k
Stündlich auf 1qm Wasserspiegel 716,5 705,2 650k
Dampfnässe 17,7 24,6 21,8Proc.
Calor. Wirkungsgrad des Kessels, be-
zogen auf den Heizwerth der Kohle

71,2

72,9

77,8

Proc.

Der Versuchskessel zu Creusot arbeitete auch mit Blasrohr, zu welchem der Dampf aus der Hauptleitung des Werkes genommen wurde.

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