Titel: Engler und Levin, Versuche über die Eigenschaften des Erdöles.
Autor: Levin, Ig.
Fundstelle: 1886, Band 261 (S. 77–87)
URL: http://dingler.culture.hu-berlin.de/article/pj261/ar261032

Vergleichende Versuche über die Eigenschaften des kaukasischen und des amerikanischen Erdöles; von C. Engler und Ig. Levin.1)

(Schluſs der Abhandlung S. 29 d. Bd.)

II. Vergleichende Messungen der Leuchtkraft des kaukasischen und des amerikanischen Petroleums sowie einzelner Fractionen derselben.

Durch die folgenden Versuche soll die Frage beantwortet werden, inwieweit sich die im Handel befindlichen kaukasischen und amerikanischen Brenn-Petroleumsorten hinsichtlich ihres Leuchtwerthes von einander unterscheiden, sowie auch, in welchem Grade einzelne Fractionen dieser Oele die Lichtwirkung derselben beeinflussen.

Als Versuchslampen bedienten wir uns dabei zweier Lampensysteme, von welchen das erstere für kaukasisches, das andere für amerikanisches Erdöl als bewährt gilt: „Verbesserter Kosmosbrenner“ von Schuster und Baer in Berlin und Kosmos-Rundbrenner von Wild und Wessel daselbst. Die Lichtmessungen wurden mit Bunsens Photometer unter Anwendung der |78| deutschen Normal-Paraffinkerze und Reduction der Ablesungen auf 50mm Flammenhöhe ausgeführt. Die Versuchsöle sind für diese und alle folgenden Versuche dieselben wie die oben mit denselben Nummern bezeichneten:

Art des
Erdöles
Art des
Brenners
Nr. des Erdöles % Gehalt an
normalem
Brennöl
(150 bis 290°)
% Gehalt an
schwer sied.
Theilson
(über 310°)
Lichtstärke in
der 1 Stunde
Lichtstärke am
Ende des
Versuches
Mittlere Licht-
stärke aus
10 Ablesungen
Dauer des Ver-
suches
Stunden
g Oelverbrauch
für 1 NK und
Stunde
g Gewicht des
Kohlenringes
Kaukasisches Brennpe-
troleum aus dem Nobel'-
schen Behälter zu Illowo
Brenner von
Wild und Wessei
10 Lin. I
II
89
82,25
5
6,75
8,35
8,4
7,6
7,8
7,86
7,93
5
6
3,76
3,8
0,064
0,050
14 Lin. I
II
9,0
9,2
7,1
7,2
8,6
8,8
5
4,04
4,5
0,132
0,107
Verbesserte
Kosmoshr.
von Schuster
und Baer
10 Lin. I
10,1

9,4

9,72


3,8

0,020
14 Lin. I
11,65

10,7

11,0

5

4,1

0,024
Amerikanisches Brenn-
petroleum aus der Stadt
Karlsruhe
Kleiner
Brenner
von Wild
und Werssel
10 Linien I
II
III
58
60,05
64,5
28
24,15
20,5
8,65
8,55
9,15
7,0
6,5
6,8
7,6
7,72
7,8


4,1
3,7
4,0
0,0849
0,062
0,0585
Groſser
Brenner
von Wild
und Werssel
14 Linien I
II
III
10,95
11,9
10,95
8,2
8,8
8,8
9,82
10,0
10,1
5

4,1
4,3
4,6
0,078
0,126
0,100
Verbesserte
Kosmoshr.
von Schuster
und Baer
10 Linien I
9,4

7,8

8,0

6

4,2

0,0832
14 Linien I
11,3

8,6

9,4

5

5,7

0,104

Aus diesen Versuchen geht hervor, daſs: 1) das kaukasische Erdöl, auf den dafür eingerichteten Lampen verbrannt, zum Mindesten ebenso hell brennt wie das amerikanische auf entsprechender Lampe; 2) daſs zwar die anfängliche Lichtwirkung beim amerikanischen Oele gröſser ist als beim kaukasischen, daſs aber auch eine entsprechend stärkere Abnahme des Leuchtens der Flamme eintritt, so daſs am Ende des Versuches das kaukasische Oel durchweg eine hellere Flamme zeigt als das amerikanische; 3) daſs der Oelverbrauch zur Erzeugung gleicher Lichtmengen bei beiden Oelsorten ungefähr gleich, eher aber beim kaukasischen geringer ist als beim amerikanischen; 4) daſs die amerikanischen Oele auf der Lampe für kaukasisches Oel und die kaukasischen auf der Lampe für amerikanisches im Allgemeinen mit geringerer Lichtwirkung brennen.

Dabei muſs besonders darauf aufmerksam gemacht werden, daſs die amerikanischen Oele auf den mit stärkerer Luftzufuhr versehenen Lampen für kaukasische Oele zwar verhältniſsmäſsig heller brennen als die kaukasischen Oele auf amerikanischer Lampe, daſs aber, wie aus der entsprechenden |79| Tabellenspalte leicht zu ersehen, der Oelverbrauch für gleiche Lichtmengen sich beim amerikanischen, jedenfalls in Folge zu heftigen und raschen Brennens, erheblich steigert, dagegen beim kaukasischen eher zurückgeht; d.h. also, man würde unter Anwendung verschieden groſser amerikanischer Brenner, auf denen aber beide Oelsorten unter Ausstrahlung gleicher Lichtmengen brennen, weniger vom kaukasischen Erdöl verbrauchen als vom amerikanischen, wobei allerdings betont werden muſs, daſs dann die Flamme des kaukasischen Oeles weniger schön und weiſs ist, als wenn man die Oele auf ihren zugehörigen Lampen verbrennt. Kurz, jede Erdölsorte verlangt ihren besonderen Brenner, ihre besondere Lampe.

Um vorläufig festzustellen, welche Fractionen des Handelspetroleums für gegebene Lampenverhältnisse die lichtgebendsten sind, wurden die einzelnen, innerhalb 50° siedenden Theile des eigentlichen Leuchtöles auf ihre Leuchtkraft in gleichen Lampen wie oben geprüft:

Kaukasisches Petroleum.



Fractionen
Nr. des
Erdöles
Spec.
Gewicht
Entflammungs-
punkt
Lichtstärke in
der 1 Stunde
Lichtstärke am
Ende des Ver-
suches
Mittlere Licht-
stärke aus
10 Ablesungen
Dauer des Ver-
suches
Stunden
g Oelverbrauch
für 1 NK und
Stunde
g Gewicht des
Kohlenringes
1) Versuche mit 10-Linien-Brenner von Wild und Wessel
150 bis 200° I 0,805 31 9,7 9,4 9,5 4,0 nicht
wägbar
200 bis 250° I 0,835 63 7,9 7,0 7,4 4,0 0,073
250 bis 300° I 0,58 7,5 4,7 6,3 7 3,4 0,104
150 bis 300° I 0,825 45,5 8,65 7,9 8,1 5 4,0 0,053
Alles Oel ausschl. der
bis 150° sied. Th.
I 0,830 46 8,0 7,1 7,4 5 4,0 0,072
Alles Oel ausschl. der
über 300° sied. Th.
I 0,820 26,5 9,1 8,6 8,8 6 4,1 nicht
wägbar
2) Versuche mit 10-Linien- „Verbess. Kosmosbrenner“ von Schuster und Baer
150 bis 200° I 10,85 10,45 10,6 3,9 nicht
wägbar
200 bis 250° I 9,95 9,25 9,5 3,0 0,071
250 bis 300° I 9,4 6,8 7,56 3,0 0,024
150 bis 300° I 10,3 9,7 9,9 6 3,7 0,042
Alles Oel ausschl. der
bis 150° sied. Th.
I 10,1 9,3 9,7 5 3,8 0,042
Alles Oel ausschl. der
über 300° sied. Th.
I 10,85 10,55 10,57 3,9 nicht
wägbar
|80|

Amerikanisches Petroleum.



Fractionen
Nr. des
Erdöles
Spec.
Gewicht
Entflammungs-
punkt
Lichtstärke in
der 1 Stunde
Lichtstärke am
Ende des Ver-
suches
Mittlere Licht-
stärke aus
10 Ablesungen
Dauer des Ver-
suches
Stunden
g Oelverbrauch
für 1 NK und
Stunde
g Gewicht des
Kohlenringes
Versuche mit 10-Linien-Brenner von Wild und Wessel
150 bis 200° I
II
0,795
0,7905
27
26,5
9,35
9,4
8,6
8,4
8,8
8,7
6
6⅓
3,9
3,8
nicht
wägbar
200 bis 250° I
II
0,815
0,810
41,5
39,0
8,4
8,5
6,9
7,0
8,0
8,0

5
3,7
3,85
0,064
0,059
250 bis 300° I
II
0,825
0,825

7,5
7,6
6,3
6,0
7,1
6,9
6
6
3,7
3,7
0,103
0,102
Alles Oel ausschl. der
bis 150° sied. Th.
I
II
0,810
0,805
32
31
8,1
7,8
5,0
5,4
6,5
6,7

6
4,0
4,1
0,140
0,095
Alles Oel ausschl. der
über 300° sied. Th.
I
II
0,800
0,800
19,5
18,5
8,7
9,05
7,8
8,0
8,4
8,4

6⅓
4,03
4,2
nicht
wägbar

Es ergibt sich aus diesen Versuchen, daſs unter Anwendung der näher bezeichneten Lampenconstructionen: 1) die niedriger siedenden Theile aller Petroleumsorten lichtgebender sind als die höher siedenden; 2) dieser Unterschied gröſser ist beim kaukasischen als beim amerikanischen; 3) die mittlere Leuchtkraft und der Oelverbrauch der Einzelfractionen zur Erzeugung gleicher Lichtmengen unter Anwendung entsprechender Lampen und bei 6 bis 7 stündiger Brennzeit sich etwas günstiger stellt beim kaukasischen Erdöle; 4) der Rückgang der Leuchtkraft während mehrstündigen Brennens ungleich stärker ist bei der Fraction 250 bis 300° als bei der von 150 bis 200° und 200 bis 250° und daſs dieser Rückgang bezüglich der ersteren Fraction (250/300°) ein erheblich stärkerer ist beim kaukasischen (von 7,5 auf 4,7 bezieh. 9,4 auf 6,8) als beim amerikanischen (von 7,5 bis 7,6 auf 6,0 bis 6,3); 5) daſs dagegen das umgekehrte Verhältniſs statthat in Bezug auf die beiden niedriger siedenden Fractionen, sowie die gesammte, das eigentliche Leuchtöl in sich schlieſsende Mittelfraction 150 bis 300°, indem Fraction 150 bis 300° des kaukasisches Oeles, mit verbessertem Kosmosbrenner geprüft, während 6 stündigen Brennens nur von 10,3 auf 9,7, des amerikanischen Oeles in Wild und Wessel'scher Lampe dagegen von 9,2 bis 9,3 auf 7,7 bis 7,9 Lichtstärken zurückging; 6) daſs die unter 150° siedenden Theile des kaukasischen Handelspetroleums viel weniger zu dessen Leuchtkraft beitragen als beim amerikanischen und 7) die schweren, über 300° siedenden Theile die Leuchtkraft des kaukasischen Handelspetroleums viel weniger beeinträchtigen als diejenige des amerikanischen, wobei allerdings zu berücksichtigen ist, daſs das amerikanische Handelspetroleum |81| viel mehr von diesen schweren Gelen enthält (im Mittel obiger Versuche 25 Proc.) als das kaukasische (5,25 Proc).

Inwieweit gleiche Mengen der über 290 oder 300° siedenden Schweröle die Leuchtkraft beider Oelsorten beeinträchtigen, haben wir noch nicht untersucht, vermuthen jedoch nach weiter oben gegebener Darlegung, sowie auf Grund der Ergebnisse mit Fraction 250/300° (unter 4), daſs dabei das amerikanische etwas günstigere Werthe geben wird als das kaukasische. Für Beurtheilung der praktisch nutzbaren Leuchtkraft der Handelswaare kommt dies jedoch nicht in Betracht; denn thatsächlich haben wir in den gewöhnlichen Petroleumsorten beim amerikanischen Erdöle mit weit gröſseren Mengen jener lichthemmenden Schweröle zu rechnen als beim kaukasischen; auch hat der eine von uns in der Chemischen Industrie, 1885 S. 44 schon früher nachgewiesen, was auch durch die in obiger Tabelle aufgeführten Entflammungspunkte bestätigt wird, daſs, wenn man die Schweröle aus dem amerikanischen Handelspetroleum beseitigt, der Entflammungspunkt derselben unter die gesetzlich gestattete Entflammungsgrenze von 21° heruntergedrückt wird, so daſs mit Beseitigung der Schweröle auch eine entsprechende Menge der leichtesten Essenzen entfernt werden muſs, was selbstverständlich eine Verteuerung der Waare zur Folge hat. Ein Gleiches tritt bei dem in Deutschland verkauften kaukasischen Petroleum der Gebrüder Nobel nicht ein, da dort, wie obige Tabellen zeigen, durch Entfernung der über 300° siedenden Theile der Entflammungspunkt nur auf 26,5° heruntersinkt.

III. Ueber den Aufstieg des Oeles im Dochte.

Das Aufsteigen des Oeles im Dochte ist in erster Linie abhängig von der Capillarität und von der Zähflüssigkeit des Oeles, sowie auch von der Beschaffenheit des Dochtes. Je stärker die Capillarität, desto höher wird das Oel im Dochte in die Höhe steigen, wobei selbstverständlich auch das specifische Gewicht des Oeles seinen Einfluſs geltend macht, und je dünnflüssiger das Oel, um so rascher wird es in die Höhe gehen. Durch Bestimmung der Capillarität und der sogen. „Viscosität“ (Klebrigkeit) erhält man Anhaltspunkte für Beurtheilung verschiedener Oelsorten hinsichtlich ihres Verhaltens beim Brennen. Während des Brennens des Oeles in der Lampe ist, wie Zaloziecki (1886 260 127) zuerst hervorgehoben hat, die Raschheit des Aufstieges im Dochte auch noch von der Schnelligkeit bezieh. Stärke der Verbrennung abhängig. Selbstverständlich aber kann der letztere Einfluſs nicht allein maſsgebend sein, denn auch bei leichtester Brennbarkeit des Oeles wird die Flamme oben am Dochte schlecht brennen, wenn dieselbe zu hoch über dem Oelspiegel steht, das Nachsaugen in dem langen herausragenden Dochtstücke also einem zu groſsen Widerstände begegnet und in Folge dessen nicht genügend Oel zugeführt wird, oder wenn der Docht selbst von ungünstiger Capillarbeschaffenheit ist.

|82|

Obgleich wir uns von vornherein gesagt haben, daſs es für die Beurtheilung ausreichender Speisung der Flamme mehr darauf ankommen muſs, wie rasch das Oel bis zu den in unseren Lampen üblichen Dochtstellungen in die Höhe geht, als wie hoch in einem leeren Dochte dasselbe überhaupt emporzusteigen im Stande ist, erschien es uns dennoch von wissenschaftlichem Interesse, die beiden Erdölsorten und einzelne ihrer Fractionen auch in letzterer Beziehung einer kurzen vergleichenden Prüfung zu unterziehen.

Bei diesen Versuchen zur Ermittelung der Capillarität bedienten wir uns, da am Dochte selbst genaue Beobachtungen nicht zu machen waren, kleiner Glascapillaren, wobei immer dieselben drei verschieden weiten, in ihrem Durchmesser genau gemessenen Röhrchen mit eingeätzter Millimetertheilung zur Anwendung kamen. Die Röhrchen wurden bei immer derselben Temperatur (17°) mit ihrem Nullpunkte auf den Flüssigkeitsspiegel eingestellt und die Steighöhen an den Theilungen abgelesen. Die unten aufgeführten Zahlen sind Mittel aus je drei solcher Einzelbestimmungen mit den drei verschieden weiten Röhrchen. Durch Vergleichsversuche, wobei wir das Röhrchen nach jedesmaligem Versuche genau an der Stelle, bis zu welcher das Oel gestiegen war, abschnitten und genau maſsen, wurde die Zuverlässigkeit unseres Verfahrens festgestellt.

Bedeutet h die Steighöhe, s das specifische Gewicht der Flüssigkeit, r den Radius des Capillarröhrchens und α die Capillarconstante, so ist:

.

In dieser Art berechnet, ergaben sich bei Prüfung je zweier Petroleumsorten und deren Fractionen die folgenden Capillarconstanten auf durch 2 theilbare Hundertel abgerundet):


Nr.

Ganzes Oel
Ganzes Oel
ohne Fract.
unter 150°

Fraction
150 bis 300°

Fraction
unter 300°
Dieselbe
+ 10 %
Rückstände
Dieselbe
+ 20 %
Rückstände
Dieselbe
+ 30 %
Rückst.
Kaukasisches Brennpetroleum
I
II
t = 2,69
t = 2,63
2,60
2,64
2,68
2,62
2,65
2,69
2,65
2,59
2,60
2,62
2,60
2,58
Mittel t = 2,66 2,62 2,65 2,67 2,62 2,61 2,59
Amerikanisches Brennpetroleum
I
II
t = 2,56
t = 2,64
2,52
2,60
2,58
2,60
2,61
2,65
2,54
2,60
2,53
2,57
2,50
2,48
Mittel t = 2,60 2,56 2,59 2,63 2,57 2,55 2,49

Diese Versuchszahlen ergeben, daſs ein nennenswerther Unterschied in Bezug auf Capillarität zwischen den beiden Petroleumsorten nicht besteht, sie also in Dochten ungefähr gleich hoch steigen, daſs aber die schwersiedenden Fractionen die Capillarkraft der Erdöle etwas vermindern.

Um die für den praktischen Gebrauch des Erdöles jedenfalls viel wichtigere Schnelligkeit des Aufstieges im Dochte zu bestimmen, war es das Nächstliegende und Einfachste, die Beobachtungen an den Erdölen |83| und dessen Fractionen mit dem Dochte selbst anzustellen. Wir verwendeten dabei immer ein und dieselbe Dochtsorte, bei jedesmaligem Versuche immer neu und besonders getrocknet, von 5 zu 5cm mit aufgezeichneten Marken versehen. Bei jedesmaligem Versuche wurde der Docht bis zur ersten als Nullpunkt gerechneten Marke senkrecht in das Oel eingehängt und dann die Zeit in Minuten, am besten bei Lampenlicht, bestimmt, welche das Oel gebrauchte, um bis zur Marke 10 und 15cm emporzusteigen:


Aufstieg

Ganzes Oel
Ganzes Ole
ohne Fract.
unter 150°

Fraction
150 bis 300°

Fraction
unter 300°
Dieselbe
+ 10 %
Rückstände
Dieselbe
+ 20 %
Rückstände
Dieselbe
+ 30 %
Rückst.
Kaukasisches Brennpetroleum
bis 10cm α = 3,5 4 3,5 2,5 3,5 4 5
„ 15cm α = 8,75 10,5 9,5 8 9,5 11 11
Amerikanisches Brennpetroleum
bis 10cm α = 4 4,75 3,5 3,5 4 4,5 6
„ 15cm α = 11 13,5 10,5 10 12 13 15

Diese Versuche beweisen, daſs die Erdöle um so langsamer im Dochte in die Höhe steigen, je mehr schwersiedende Theile sie enthalten, und auſserdem, daſs die Schnelligkeit des Aufstieges trotz höheren spezifischen Gewichtes (0,820) etwas gröſser ist beim kaukasischen als beim amerikanischen (0,805 sp. G.). Zeigt uns dieses letztere Brgebniſs, daſs die Schnelligkeit des Aufstieges bei den beiderseitigen Brennpetroleumsorten nicht im Verhältnisse ihrer specifischen Gewichte steht, so führt die erstere Thatsache zu der Schluſsfolgerung, daſs, da die Klebrigkeit (Viscosität) der Fractionen ein und derselben Oelsorte mit steigendem Siedepunkte und damit auch steigendem specifischem Gewichte zunimmt, die Raschheit des Dochtaufstieges direkt abhängig ist von der Viscosität der betreffenden Oele und Oel fractionen.

Um diese Schluſsfolgerung auf ihre Richtigkeit zu prüfen, haben wir zunächst dieselben kaukasischen und amerikanischen Brennöle auf ihre Viscosität geprüft und dabei gefunden (Engler's Apparat, vgl. 1885 258 * 126, Wasser = 1 gesetzt), daſs das kaukasische Brennöl die Viscosität 1,07, das amerikanische die von 1,15 besitzt. Trotz geringeren specifischen Gewichtes ist also das amerikanische Erdöl des Handels etwas dickflüssiger und dem entsprechend steigt es in Folge gröſseren Reibungswiderstandes auch langsamer im Dochte in die Höhe.

Noch deutlicher geht die Richtigkeit dieses Satzes aus den folgenden Versuchen mit Oelen von sehr abweichenden Viscositätsgraden hervor:

Sp. Gew. Viscosität Zeit des Auſstieges
bis 10cm 10 Min.
Sächsisches Paraffinöl, hell 0,855 1,37 15 29
10 17,5
Sächsisches Gasöl 0,900 2,46 15 45
10
Kaukasisches Spindelöl 0,897 10,38 15

Um endlich die Unabhängigkeit der Schnelligkeit des Dochtaufstieges |84| von dem specifischen Gewicht, soweit überhaupt die Ergebnisse unserer Viscositätsbestimmungen von dem specifischen Gewichte unabhängig sind, darzuthun, mögen noch die folgenden Versuche mit Oelen von sehr verschiedenen Viscositätsgraden dienen. Dabei wurden in drei in gleicher Weise durchgeführten Versuchsreihen kaukasisches und amerikanisches Brennpetroleum, sowie sächsisches Solaröl durch leichtes bezieh. schweres Mineralöl einmal auf das specifische Gewicht 0,800 des amerikanischen, das zweite Mal auf das von 0,825 des kaukasischen Erdöles, das dritte Mal auf das von 0,830 des sächsischen Mineralöles (immer bei 17°) gebracht und dann mit jeder derart vorgerichteten Oelsorte das Verhältniſs zwischen Viscosität und Dochtaufstieg festgestellt:


Oelsorte
Spec. Gew. = 0,800 Spec. Gew. = 0,825 Spec. Gew. = 0,830
Visco-
sität

10 cm

15 cm
Visco-
sität

10 cm

15 cm
Visco-
sität

10 cm

15 cm
Amerikanisches Erdöl 1,12 4 11 Min. 1,32 6 15 Min. 1,40 6,5 16,5 Min.
Kaukasisches Erdöl 1,00 3 8 1,08 3,5 8,5 1,11 4 10,5
Sächsisches Solaröl 0,98 2,5 7 1,04 3 7,5 1,09 3,5 8,5

Immer war bei diesen Versuchen das amerikanische Petroleum trotz gleicher specifischer Gewichte das dickflüssigste und in gleicher Weise stieg dasselbe auch in allen Fällen am langsamsten im Dochte in die Höhe. Auch läſst die Versuchsreihe deutlich erkennen, wie die Steigzeiten bei Oelen gleicher Viscosität thatsächlich auch die gleichen sind: z.B. kaukasisches Oel mit 0,825 sp. G. und 1,08 Viscosität, sowie Solaröl mit 0,830 sp. G. und 1,09 Viscosität zeigen beide die Steigzeiten 3,5 bezieh. 8,5 Minuten u.s.w. Demnach läſst sich also durch eine Viscositätsbestimmung auch die Schnelligkeit des Aufstieges im Dochte feststellen, denn je höher der Viscositätsgrad, um so langsamer der Aufstieg im Dochte.

Da unter Anwendung unseres Viscosimeters für Schmieröle die Zeitunterschiede des Auslaufes verschiedener Brennpetroleumsorten zu gering ausfallen, verwenden wir jetzt dabei immer einen der oben genannten Apparate mit auf 1mm,5 verengter Auslaufspitze. Nobel'sches Brennöl flieſst aus einem solchen Apparate um 20 bis 30 Secunden rascher ab als amerikanisches.

Daſs während des Brennens die Schnelligkeit des Aufstieges lediglich durch den Oelverbrauch in der Flamme, also durch die Schnelligkeit des Brennens geregelt wird, worauf zuerst Zalociecki hingewiesen hat, muſs unbedingt als richtig anerkannt werden; nur muſs selbstverständlich dabei die Viscosität des Oeles so gering bezieh. sein specifisches Vermögen, rasch im Dochte in die Höhe zu steigen, so groſs sein, daſs eine genügende Speisung der Flamme überhaupt möglich ist. Auch unsere besten Erdöle brennen nicht mehr auf Lampen, bei denen beispielsweise die Flamme 40cm über dem Oelspiegel steht, obgleich das Oel weit höher als, 40cm im Dochte zu steigen vermag. Aber je höher das Oel steigt, um so langsamer vollzieht sich, was auch aus obigen Versuchen erhellt, dieser Aufstieg in Folge der sich mehrenden |85| Reibung und für jedes Oel besteht deshalb eine Höhengrenze, über welche hinaus dasselbe zwar noch steigt, aber nicht mehr rasch genug steigt, um der Flamme genügend Oel zuzuführen. Je gröſser die Viscosität, desto niedriger diese Höhengrenze und desto weniger hoch darf der Dochtrand mit der Flamme über den Oelspiegel emporragen. Genügende Luftzufuhr zur Flamme vorausgesetzt, wird man deshalb auch das schwerste Mineralöl auf Lampen verbrennen können, in denen das Oel nur wenig oder gar nicht zu steigen braucht, um zur Flamme zu gelangen.

IV. Ueber das Leuchten und über den Rückgang der Leuchtkraft der Flamme während des Brennens.

Ueber die Ursachen des Rückganges der Leuchtkraft während mehrstündigen Brennens des Oeles in einer Lampe herrschen noch verschiedene Ansichten. Man führt dieselben theils zurück auf das Herabsinken des Oelspiegels und dadurch erschwerte Speisung der Flamme durch den immer höher hervorragenden Docht, theils auf eine Verdickung des Oeles in Folge rascherer Verbrennung der leichten Oele gegenüber den schwereren, welche letzteren sich demgemäſs in dem rückständigen Oele anreichern und dessen specifisches Gewicht erhöhen, theils endlich darauf, daſs durch die brennende Flamme an dem Dochtrande ein Kohlenring gebildet wird, welcher den Zutritt und die Vertheilung des aufsteigenden Oeles in der Flamme hemmt und verhindert.

Daſs ein Theil des Rückganges der Leuchtkraft auf Kosten der in Folge sinkenden Oelspiegels sich vergröſsernden Steighöhe zu setzen ist, geht aus Untersuchungen von Biel (1879 232 354), Schmelch (1885 255 39. 79) u.a. deutlich hervor; daſs jedoch dieser Rückgang nur zum kleinen Theile seine Ursache in dem sinkenden Oelspiegel hat, ergibt sich aus früheren Versuchen des einen von uns (a. a. O. S. 47) und ist auch durch neuere Versuche Thörner's bestätigt worden.

Darüber jedoch, ob während des Brennens der Lampe das Oel im Behälter in Folge rascheren Abbrennens der leichten Essenzen eine Verdichtung und Verdickung erleidet, gehen die Ansichten noch aus einander. M. Albrecht2) , Junker3) und Thörner4) können bei gewöhnlichem Brennpetroleum eine irgend ins Gewicht fallende Zunahme des specifischen Gewichtes nicht wahrnehmen und Thörner stellt eine solche Abnahme nur fest für Oele mit abnorm hohem Gehalte an leichten Essenzen, während Zaloziecki (vgl. 1886 260 134) den Rückgang der Leuchtkraft mit der Zunahme des specifischen Gewichtes in Zusammenhang bringt.

Um uns in dieser Beziehung Gewiſsheit zu verschaffen, wurde ein amerikanisches Petroleum mit einem Gehalte von 16 Proc. unter 150° |86| siedender Theile in einer Lampe so lange gebrannt, bis die Oelmenge auf ⅕ herabgemindert war. Bei einer anfänglichen Lichtstärke von 11,7 und dem specifischen Gewichte (mittels Piknometer bestimmt) von 0,8076 ging die Lichtstärke während 5½ stündiger Brennzeit auf 8,8 zurück; dagegen wurde das specifische Gewicht zu 0,8069 gefunden, es hatte sonach eine über die Fehlergrenze der Bestimmungsmethode hinausgehende Abnahme nicht ergeben.

Bei der verhältniſsmäſsig geringen Concentration des Oeles auf ⅕ konnte der Unterschied möglicherweise so gering sein, daſs er der Beobachtung entging. Deshalb wurden fünf Reste der beschriebenen Art vereinigt, der Behälter der Erdöllampe damit gefüllt und das Ganze nochmals bis auf ⅕ heruntergebrannt. Jetzt war eine Concentration gegenüber dem ursprünglichen Petroleum auf 1/25 vorhanden. Auch hier ging die Leuchtkraft während 5¾ stündiger Brennzeit von 11,4 auf 8 Lichtstärken zurück, während aber das specifische Gewicht des Oeles im Behälter zu Anfang und zu Ende 0,8069 betrug, also unverändert geblieben war.

Ueber den Einfluſs des am Dochte sich ansetzenden Kohlenringes sind die ersten Untersuchungen von dem einen von uns (a. a. O. S. 47) veröffentlicht worden. Es ergab sich daraus, daſs die von 11,7 während mehrstündiger Brennzeit auf 6,8 Lichtstärken zurückgegangene Leuchtkraft durch Entfernung des Kohlenringes auch bei niedrigstem Oelspiegel wieder auf 9,5 gesteigert werden konnte, woraus folgt, daſs dem Sinken und der Verdickung des Oeles jedenfalls nur zum geringsten Theile der Rückgang der Leuchtkraft zugeschrieben werden darf.

Auch bei dem obigen Versuche ging nach Verminderung des Oelvolumens durch andauerndes Brennen auf 1/25 die von 11,4 auf 8 Lichtstärken herabgerückte Leuchtkraft wieder auf 11,5 in die Höhe, nachdem der Kohlenring entfernt worden war, trotzdem nur noch ein kleiner Oelrest im Behälter sich befand.

Daſs die Menge der sich ausscheidenden Kohle am Dochte von der Menge der im Petroleum enthaltenen schweren Oele abhängt, ist ebenfalls schon vor längerer Zeit im hiesigen Laboratorium (a. a. O.) festgestellt, in neuerer Zeit von Zaloziecki und von Thörner bestätigt worden. Auch die oben mitgetheilten Versuche, bei welchen die Menge der ausgeschiedenen, mit Petroläther gewaschenen und getrockneten Kohle durch unmittelbare Wägung ermittelt wurde, beweisen die Richtigkeit jenes Satzes. Ganz besonders aber springt bei der photometrischen Prüfung der Einzelfractionen in die Augen, wie mit zunehmendem specifischem Gewichte und steigender Siedetemperatur die Menge der ausgeschiedenen Kohle zunimmt: die Fractionen 150 bis 200° geben nicht wägbare Mengen, diejenigen von 250 bis 300° meist über 0g,1 Kohle. Desgleichen hat man starke Kohlenausscheidung, wenn vom Brennpetroleum nur die unter 150° siedenden leichten Essenzen, dagegen fast |87| gar keine Kohlenbildung, wenn die über 300° siedenden Theile abgetrennt sind. Ziemlich parallel mit der ausgeschiedenen Kohlenmenge am Dochte verläuft der Rückgang der Leuchtkraft der Flamme, d.h. wo viel Kohle, da starker Rückgang.

Aus denselben Versuchen ist aber auch noch der Schluſs zu ziehen, daſs die Ausscheidung der Kohle nicht bloſs abhängig ist von dem Schwerölgehalte des Petroleums, denn ein und dasselbe Erdöl gibt auf der einen Lampe einen starken, auf einer anderen einen nur schwachen Kohlenring so z.B. das kaukasische Oel (S. 78) mittels des 14-Linien-Brenners von Wild und Wessel bis 0g,132, mit dem Brenner von Schuster und Baer aber, welcher stärkere Luftzufuhr hat, nur 0g,024. Aehnliches zeigen auch die Versuche mit einzelnen Theilen der Oele, auch hier immer mit entsprechender Abnahme der Leuchtkraft.

Aus den obigen Versuchen müssen die folgenden allgemeinen Schlüsse gezogen werden:

1) Vergleichende Messungen über Lichtwirkung verschiedener Oelsorten haben nur dann einen Werth, wenn sie unter Anwendung verschiedener, der Natur des betreffenden Oeles am meisten angepaſster Brenner durchgeführt sind.

2) Auch bei vergleichenden Lichtmessungen mit einzelnen Fractionstheilen der Oele müssen Brenner mit verschieden starkem Luftzuge verwendet werden.

3) Fast alle die zahlreichen bisher ausgeführten vergleichenden Lichtmessungen mit Oelen verschiedener Abstammung und mit verschieden siedenden Theilen ein und desselben Petroleums besitzen einen Werth nur für die zufälligen und eng begrenzten Bedingungen einer Lampe; denn prüft man die schwereren Erdölsorten oder die höher siedenden Fractionen derselben auf Lampen mit erheblich verstärktem Luftzuge, so dreht sich das bisher gefundene Verhältniſs zu Gunsten der schweren Oele um und diese werden lichtgebender als die leichten Essenzen. Der in letzter Zeit vielfach ausgesprochene und bisher nicht bestrittene Satz, daſs die niedriger siedenden Fractionen unseres Brennpetroleums lichtgebender sind als die höher siedenden, entbehrt sonach, allgemein ausgesprochen, nicht bloſs jedweden durchschlagenden Beweises, sondern ist falsch.

4) Kohlenausscheidung am Dochte findet nur statt: a) wenn das Erdöl aus zu extremen Bestandtheilen bezüglich des Siedepunktes zusammengesetzt ist und wenn b) der Luftzutritt im Brenner im Verhältnisse zu der Schwere des Oeles ein zu schwacher ist.

5) Die Destillationsprobe und die Bestimmung der Viscosität liefern die wichtigsten Anhaltspunkte für die vorläufige Beurtheilung der Brauchbarkeit eines Petroleums zum Brennen auf bestimmten Lampen.

Karlsruhe, Juni 1886.

Von der Verwerthung der Rückstände aus den Baku'schen Raffinerien durch Vergasung und Verarbeitung des dabei erhaltenen Theeres auf Benzol und Anthracen ist man der ungewöhnlich niedrigen Preise letztgenannter Stoffe wegen in letzter Zeit wieder abgegangen.

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Zeitschrift für Paraffinindustrie, 1879 S. 25.

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Chemiker-Zeitung, 1883 S. 650.

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Daselbst 1886 S. 583.

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