Titel: Ueber eine neue Methode der Wasserhebung.
Autor: Anonymus
Fundstelle: 1885, Band 256/Miszelle 1 (S. 284–285)
URL: http://dingler.culture.hu-berlin.de/article/pj256/mi256mi06_1

Ueber eine neue Methode der Wasserhebung.

Wie Werner Siemens im Verein zur Beförderung des Gewerbfleißes (vgl. Sitzungsbericht März 1885 S. 80) mittheilte, handelte es sich um die Entwässerung eines Braunkohlenflötzes in der Nähe Berlins, welches mit einer über 30m hohen Schicht feinen flieſsenden Sandes bedeckt ist. Die zur Niederbringung des Schachtes benutzte sogen. Gefriermethode von Poetsch (vgl. 1884 252 100) war zwar in so weit gelungen, als der Schacht bis zu dem etliche 30m tief liegenden Kohlenflötze ohne Anstand vollendet werden konnte; doch als der Schutz des Frostmantels aufhörte, war das eindringende Wasser nicht mehr zu bewältigen und der Schacht füllte sich mit Wasser und mitgerissenem Sande. Um das Werk zu vollenden und einen gesicherten Abbau des Kohlenlagers zu ermöglichen, erschien als das geeignetste Mittel, das in dem nach allen Seiten offenen Sandmeere herandringende Grundwasser durch ein System von Abessinier-Brunnen dem Boden beständig zu entziehen und dadurch den Wasserdruck an der Bruchstelle zu beseitigen. In den engen Brunnenröhren lassen sich aber Druckpumpen von groſser Leistungsfähigkeit nicht gut anbringen. Ein mit Preſsluft betriebenes Ventilpumpensystem versprach zwar bessere Erfolge; doch erschien die Leistungsfähigkeit der einzelnen Brunnen noch immer zu klein im Verhältnisse zur Gröſse der zu bewältigenden Wassermassen.

Diese Nothlage führte Siemens auf den Gedanken, die in Geysern, Sprudelquellen, Erdölspringbrunnen u. dgl. von der Natur selbst so vielfach benutzte Methode der Flüssigkeitshebung durch Gasentwickelung in der Tiefe nachzubilden und durch Einführung gepreſster Luft in den Sauger eines Abessinier-Rohres einen künstlichen Geyserbrunnen herzustellen. Dieser Plan fand weder bei Gelehrten, noch bei Praktikern, denen derselbe mitgetheilt wurde, Anklang und es gehörte eine beträchtliche Ueberzeugungsfestigkeit dazu, ihn dennoch auszuführen.

Der Erfolg hat aber die Siemens'sche Anschauung vollständig bestätigt. Der benutzte, schon lange bestehende Abessinier-Brunnen hat eine Rohrweite von 80mm, ist ungefähr 30m tief eingesenkt und mit einem Sauger von etwa 3m Länge ausgerüstet. Das Rohr ist zu diesem Versuche mit einer Verlängerung von 9m über dem Boden versehen; die durch eine in umgekehrter Richtung gedrehte Locomobile verdichtete Luft wird durch ein Bleirohr von 2cm lichter Weite, dessen unteres Ende mit einem unten geschlossenen Kupferrohre mit vielen feinen Löchern zum Austritte der Luft versehen ist, im Rohre hinab bis zum Sauger geführt. Sobald die Luft im Kessel der Locomobile bis auf 3at Druck gepreſst ist, tritt dieselbe in das mit Wasser bis zum Grundwasserstand gefüllte Rohr ein und steigt in demselben in vielen feinen Blasen langsam in die Höhe. Da jede Blase auf das über ihr befindliche Wasser einen Druck vom Gewichte des durch sie verdrängten Wassers ausübt, so wird durch den von sämmtlichen Blasen ausgeübten Auftrieb das Gleichgewicht in dem aus dem Rohre und dem Grundwasser gebildeten communicirenden Rohrsysteme gestört, das Wasser muſs sich im Rohre so hoch heben, bis wieder Gleichgewicht mit dem Drucke des Grundwassers herbeigeführt ist, oder, wenn das Rohr so hoch nicht ist, muſs es oben ausströmen und mit einer dem übrig bleibenden Druckunterschiede entsprechenden Geschwindigkeit durch den Sauger nachströmen. Diese Geschwindigkeit wird eine stetige, wenn der Luftzufluſs unveränderlich, und ist abhängig von der Menge der in der Zeiteinheit zugeführten Luft und den Reibungswiderständen im Rohre und dem Sauger. Es ist hierbei zu bemerken, daſs die Luftblasen, während sie mit dem Wasserstrome schnell in die Höhe steigen, sich allmählich wieder bis zum Atmosphärendrucke ausdehnen, also auch eine entsprechend gröſsere Menge Wasser verdrängen. Für den durch die eingepumpte Luft bewirkten Auftrieb ist daher die mittlere Dichtigkeit der Luft im Rohre in Rehnung zu ziehen. Soll das Wasser mithin um die halbe Grundwasserhöhe, vom Sauger an gemessen, gehoben werden, so muſs zur Erzielung des hydrostatischen Gleichgewichtes das specifische Gewicht des Gemisches von Wasser und Luft im Rohre im Durchschnitte ⅓ sein; es muſs also hierfür ⅔ des durch den Sauger eintretenden Wasservolumens Luft von der Dichtigkeit der halben Druckhöhe des Grundwassers |285| eingeführt werden, oder ⅙ des Wasservolumens zur vollen Druckhöhe verdichtete, in der Tiefe eintretende Luft. Zur Beschleunigung des Wassers bis zur Austrittsgeschwindigkeit und zur Ueberwindung des Reibungswiderstandes im Rohre und im Sauger muſs dieses Luftvolumen noch entsprechend vergröſsert werden.

Diese Vermehrung der nöthigen Luftmenge zur Erzeugung der Wasserbewegung bildet im Wesentlichen den Arbeitsverlust, zu welchem noch hinzuzurechnen ist der Arbeitsverlust durch Erwärmung der Luft bei ihrer Verdichtung und ein weiterer, der vom Verhältnisse der Geschwindigkeit, mit welcher die Luftblasen im ruhigen Wasser aufsteigen, zu der Geschwindigkeit, mit welcher sie mit dem strömenden Wasser emporsteigen, abhängt. Tritt die Luft durch viele feine Oeffnungen in das Wasser ein, so daſs die Blasen klein werden, also langsam im ruhigen Wasser aufsteigen und ist die Wassergeschwindigkeit beträchtlich, so ist der letztgenannte Arbeitsverlust nur unbedeutend. Bei dem angeführten Versuche wurde durch das 80mm weite Rohr in der Minute eine Wassermenge von 600 bis 700l gehoben und eine Wassergeschwindigkeit von 2m,5 in der Secunde erzielt. In Wirklichkeit ist die Geschwindigkeit noch viel gröſser, da das Wasser namentlich im oberen Theile des Rohres mit einer groſsen Menge Luft gemischt ist und als ein schwerer gleichartiger Schaum aus der Rohrmündung herausgeschleudert wird.

Eine Berechnung der Oekonomie dieser Wasserhebungsmethode hat noch nicht ausgeführt werden können und es wird auch noch vieler Versuche bedürfen, um die besten Verhältnisse der Rohr- und Saugerabmessungen, der Rohrlänge zu der Hubhöhe des Wassers und der einzublasenden Luftmenge zu ermitteln. Man kann aber schon jetzt mit Bestimmtheit behaupten, daſs diese neue Wasserhebungsmethode in vielen Fällen, namentlich beim Bergbaue, ländlichen Bewässerungsanlagen u. dgl. nützliche Verwendung finden wird; sie ist auch nicht auf die Benutzung von Abessinier-Brunnen mit Saugern beschränkt, sondern überall da anwendbar, wo man durch Anlage tiefer Brunnen oder eingesenkter tiefer Röhren, von deren Grund aus sich das Steigrohr erhebt ein communicirendes Rohr von mindestens halber Höhe des Steigrohres unter dem Spiegel des zu hebenden Wassers herstellen kann.

Wie Gerlach in der Zeitschrift des Vereins deutscher Ingenieure, 1885 S. 311 mittheilt, ist diese Methode unter dem Namen „Aerostatisches Kunstgezeug“ schon im J. 1797 vom Bergmeister Löscher in Freiberg in einer Druckschrift veröffentlicht worden; zu mehr aber als zu kleinen Zimmerversuchen ist es damals nicht gekommen.

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