Titel: Zeitschriftenschau.
Autor: Anonymus
Fundstelle: 1907, Band 322 (S. 301–304)
URL: http://dingler.culture.hu-berlin.de/article/pj322/ar322102

Zeitschriftenschau.

Apparate.

Pyrometereichung. (Holborn und Valentiner.) Vergleich der Thermokraft des Le Chateller-Pyrometers bis zu 1600° C mit dem Luftthermometer. Das Gefäß des Luftthermometers bestand aus Platiniridium (20 v. H. Ir.) und war mit reinem Stickstoff gefüllt; es wurde in einem elektrischen Widerstandsofen erhitzt, dessen Heizkörper aus einem Platinzylinder von 0,01 mm Wandstärke und 5,5 mm Durchmesser bestand. Eine Akkumulatorenbatterie von 16 oder 24 Volt Spannung lieferte den Heizstrom; im Dauerzustande lieferten 100, 125 und 135 Amp. |302| 1100, 1450 und 1600°. Die Temperaturschwankungen waren durchschnittlich während zweier Stunden nicht größer als 3°. Da bei hoher Weißglut Platin an der Luft erheblich verstäubt, so mußte das Thermoelement durch eine Röhre aus Quarzglas vor Verunreinigung geschützt werden; außerdem wurde die Verstäubung des Heizrohres dadurch vermindert, daß Stickstoff durch den Ofen geleitet wurde.

Bei 1440° und 1600° wurde die Thermokraft des Le Chatelier-Pyrometers kleiner gefunden, als früher durch Extrapolation berechnet war. Der Unterschied beträgt 19° bei 1440° und 48° bei 1600°. Als Fixpunkt wurde der Schmelzpunkt des Palladiums nach der Drahtmethode1) gemessen und zu 1575° bestimmt. Zwischen 250° und 1100° gilt für das Normalthermoelement, das Holborn benutzte, die Formel:

E = – 310 + 8,048 t + 0,00172 t2,

während zwischen 1100° und 1600° die neue Interpolationsgleichung

anzuwenden ist.

Das so geeichte Thermoelement wurde nun benutzt, um den Zusammenhang zwischen Strahlung und Temperatur für einen elektrisch geheizten „schwarzen Körper“ von neuem zu prüfen. Auf Grund zahlreicher Messungen zwischen 800° und 1500° C ergab sich die Konstante des Wienschen Gesetzes2):

zu 14200 und zwar unabhängig von der Temperatur, wie es die Theorie verlangt; dieser Wert dürfte bis auf 1 v. H. sicher gestellt sein.

Mit Benutzung dieser Zahl wurde durch optische Temperaturmessung der Schmelzpunkt des Platins zu 1789° bestimmt. (Annalen der Physik 1907, S. 1–48.)

A.

Dampfturbinen.

Dampfturbinen. (Felix Langen.) An Hand des heute zur Verfügung stehenden Materials wird die wirtschaftliche Stellung beider Maschinenarten beleuchtet; die Aufgabe wird freilich durch die mangelnde Einheitlichkeit in der Angabe der Versuchsresultate erschwert. Es wäre sehr wünschenswert, wenn die Maschinenleistung einheitlich in effektiven Pferdestärken, der Dampfdruck und das Vakuum in absoluten Atmosphären angegeben würden. Der Verfasser geht für den Vergleich beider Maschinenarten auf den thermischen Wirkungsgrad zurück und vergleicht immer nur Maschinen, die unter gleichen Verhältnissen arbeiten. Demgemäß werden die Dampfmaschinen (125 Angaben) und die Dampfturbinen (168 Angaben) in einzelne Gruppen geordnet und nach Maschinen mit Auspuff und Kondensation, mit und ohne Ueberhitzung getrennt. Den Einzylindermaschinen werden die Turbinen mit einer Druckstufe, den Verbundmaschinen solche mit zwei Druckstufen, schließlich den Dreifachexpansionsmaschinen die Vielstufenturbinen gegenübergestellt. Am Schlusse findet sich noch eine Gegenüberstellung der Niederdruckseiten von Mehrfachverbundmaschinen mit Abdampfturbinen.

Der Vergleich der thermodynamischen Wirkungsgrade (Verhältnis der mit 1 kg zugeführtem Dampf erzielten Arbeit zu der theoretisch bei adiabatischer Expansion in der verlustlosen Maschine gewinnbaren Arbeit) ergibt nach dieser Zusammenstellung Folgendes: Die Kolbendampfmaschine ist bei Betrieb mit Auspuff und gesättigtem Dampf der Turbine um 30 v. H. überlegen. Noch günstiger ist das Resultat für die Kolbenmaschine bei überhitztem Dampf; hierbei arbeitet sie um etwa 47 v. H. besser als die Turbine. Die Ueberhitzung verbessert eben in viel höherem Maße den Wirkungsgrad der Kolbenmaschine bei ihrer eigentümlichen absetzenden Arbeitsweise als den der Turbine, bei welcher die Ueberhitzung nicht den innern Wärmeaustausch, sondern die verhältnismäßig geringere Radreibung zu vermindern hat; bei Mehrfachexpansionsmaschinen fällt natürlich der Gewinn durch Ueberhitzung etwas geringer aus; immerhin ist die Dreifachexpansionsmaschine mit Ueberhitzung der Turbine noch um 7–8 v. H. überlegen. Bei Betrieb mit Kondensation und gesättigtem Dampf sind Kolbenmaschine und Turbine annähernd gleichwertig; bei überhitztem Dampf ist die Kolbenmaschine um 3–12 v. H. noch im Vorteil vor der Turbine.

Die besten mit Turbinen erreichten Wirkungsgrade betrugen 74 v. H. (10000 PS Parsons-Turbinen der Wiener Elektrizitätswerke). So hohe Wirkungsgrade sind indessen nur bei großen Einheiten und mit vielstufigen Turbinen erreichbar; im Mittel betragen sie hier etwa 60 v. H. Zweistufige Druckturbinen erreichen im Mittel 48 v. H., einstufige Turbinen etwa 46 v. H. Unter letzteren weist die Laval-Turbine bei Betrieb mit gesättigtem Dampf und Kondensation und bei einer Leistung von 250 PS einen Wirkungsgrad von 62 v. H. auf, den erst eine Verbundmaschine von 400 PS erreicht.

Die Verarbeitung von niedrig gespannten Dampf (Abdampf) erfolgt in allen Fällen in der Turbine günstiger (um etwa 18 v. H.) als in der Kolbenmaschine. Zur Erreichung der besten thermischen Wirkungsgrade wäre also eine Vereinigung von Hochdruckkolbenmaschinen mit elektrisch gekuppelten Niederdruckturbinen von Vorteil. (Zeitschrift f. d. gesamte Turbinenwesen 1907, S. 1–6 u. 27–30.)

M.

Textabbildung Bd. 322, S. 302

Dampfturbinen. (Lasche.) Die A. E.-G.-Turbine ist bekanntlich eine Freistrahlturbine mit Druckstufen und mehrfacher Abstufung der Geschwindigkeit in jeder Druckstufe. Für große Leistungen ist die Geschwindigkeitsabstufung nur im Hochdruckteil durchgeführt, während der Niederdruckteil reine Druckstufen besitzt. Große Turbinen der A. E.-G. sind im Kraftwerk Moabit der Berliner Elektrizitätswerke aufgestellt, wo sich schon drei Kolbendampfmaschinen von 1800 KW und drei ebensolche von 3000 KW befanden. In dieser Gegenüberstellung mit gleich starken Kolbendampfmaschinen treten die Vorzüge der Turbine: ihre außerordentliche Einfachheit und ihre geringe Rauminanspruchnahme neben ihrer hohen Dampfökonomie besonders deutlich zutage; z.B. ist jeder der vier Zylinder der 3000 KW-Kolbenmaschinen größer als eine 3000 KW-Turbine allein. Drei Turbinen von je 3000 KW sind in dem genannten Kraftwerk bereits aufgestellt, weitere drei Maschinen mit zusammen 14000 KW Leistung kommen im Laufe dieses Jahres zur Aufstellung. Den Dampfverbrauch einer der 3000 KW-Turbinen bei verschiedenen Belastungen zeigt Fig. 1; die Temperatur des Dampfes betrug im Mittel |303| 300°, der Druck 13,5 at absolut. Zum Vergleich mit der Kolbendampfmaschine ist die elektrische Leistung in PSi umgerechnet unter Annahme eines Wirkungsgrades der Dynamo von 93 v. H., der Kolbenmaschine von 94 v. H. Der Vergleich mit dem Dampfverbrauch der verlustlosen Maschine ergibt, daß ihr die Turbine ziemlich nahe kommt. Bei normaler Belastung und 300° Dampftemperatur betrug der Dampfverbrauch der Turbine 5,9 kg für die KW/Std., während die gleich großen vorzüglichen Kolbenmaschinen des Moabiter Werkes 6,7 kg für die KW/Std. unter den günstigsten Bedingungen verbrauchen. (Zeitschrift d. V. d. Ing., 1907, S. 385–388.)

M.

Gießerei.

Die Herstellung gegossener Eisenbahnwagenräder erfolgt in Amerika in besonderen den betreffenden Eisenbahngesellschaften gehörenden Gießereien mit meist rechteckigem oder auch kreisförmigem Grundriß. Während die kreisförmige Anlage von einem Hand- oder Maschinendrehkran bedient wird, besitzt die rechteckige Anlage für jede einzelne der nebeneinander liegenden Formreihen oder Gußböden elektrisch betriebene Laufkrane. Die moderne Gießerei der Chicago, Milwaukee and St. Paul Railroad Co. in Milwaukee liefert täglich 600 Räder. Die ganze Anlage ist 100 m lang und einschließlich der durch eine Wand vom Gießereiraum getrennten Ofen- und Maschinenräume 48,6 m breit. Die zwei Kupolöfen sind in der Mitte einer Längsseite angeordnet; sie haben 2,4 m äußeren Durchm., 15 m Höhe und eine Gesamtleistungsfähigkeit von 20 t f. d. Stunde. Jeder Ofen bedient 12 Gußböden, die zu je 24 Formen zellenförmig quer zur Längsrichtung des Gebäudes liegen. Von den Kupolöfen gehen zwei elektrisch betriebene Wagenzüge mit heißem Metall nach beiden Richtungen zu den der Ofenseite zugekehrten Enden der Gußböden. Jeder Wagenzug umfaßt vier Wagen mit je zwei Gießpfannen. Jede Gießpfanne enthält etwa 450 kg Metall. Die Gießpfannen werden von den elektrisch betriebenen Kranen der einzelnen Gußböden mit Hilfe von großen Tiegelzangen ergriffen und zu den betreffenden Formen hingeführt. Das genügend abgekühlte Rad wird an Zangen mittels des Kranes aus der Form gehoben, von Sand befreit und auf elektrisch betriebenen Wagen, welche an der den Oefen gegenüberliegenden Seite laufen, in die längs der Schmalseiten des Gebäudes angeordneten Glühgruben gebracht, die 1300 Räder fassen können. Hier bleiben die Räder zur langsamen Abkühlung 5–6 Tage. Die fertigen Räder unterliegen sehr strengen Prüfungen. Zulässige Abweichungen in den Abmessungen sind 6 mm für den Umfang oder 1,5 mm im Durchmesser. Die Tiefe des weißen Eisens am Radkranz darf nicht über 1,25–2,5 cm hinausgehen. Zuletzt werden Stichproben dem Schlagbiegeversuch und darauf noch einer Prüfung ihrer Widerstandsfähigkeit gegen Hitze unterworfen. (The Iron Age 1907, S. 1215–1221. The Foundry 1907, S. 375–386.)

Ms.

Materialienkunde.

Die Metallographie des Gußeisens gibt nach Sauveur wichtige Aufschlüsse über den Zusammenhang der Festigkeitseigen Schäften des Gußeisens mit seinem Kleingefüge. Im Schliff von grauem Gußeisen mit sehr geringem Gehalt an gebundenem Kohlenstoff (0,1 v. H.) bemerkt man vor dem Aetzen des Schliffes nur die in der gleichförmigen Grundmasse verteilten Graphitkörner. Nach dem Aetzen sieht man indes in der Grundmasse verteilt einzelne dunkle Flecken, die sich bei stärkeren Vergrößerungen als Perlitinseln erweisen. Das Gefüge des grauen Gußeisens besteht danach im wesentlichen aus der Grundmasse von Ferrit, d. i. chemisch reines Eisen, und den in der Grundmasse verteilten Graphitkörnern, und Inseln von Perlit, d. i. ein Gemenge von Ferritkristallen und Cementit- oder Eisenkarbidkristallen. Sieht man von den Graphitkörnern ab, so gleicht das Gefüge des grauen Roheisens ganz dem eines Stahles mit gleich großem Gehalt an gebundenem Kohlenstoff. Die Grundmasse des grauen Roheisens mit 0,1 v. H. gebundenem Kohlenstoff besteht genau so und auch in denselben Mengen aus Ferrit und Perlit, wie ein weiches Eisen von 0,1 v. H. Kohlenstoffgehalt. Erhöht man den Kohlenstoffgehalt des weichen Eisens, so vergrößert man dadurch auch die Festigkeit des Eisens, indem man es stahlähnlicher mächt. Dasselbe gilt von dem grauen Roheisen. Ein graues Eisen mit 0,1 v. H. Kohlenstoffgehalt hat bedeutend geringere Festigkeit als ein solches mit 0,5 – 1 v. H., gebundenem Kohlenstoff, weil in letzterem Falle die Grundmasse des Gußeisens das Gefüge des Stahles angenommen hat. (Foundry 1907, Bd. 29, S. 320–324.)

Ms.

Kupfer-Nickel-Legierungen. (Guertler und Tammann.) Aus der Erstarrungs- und Schmelzkurve A (Fig. 1) für die Legierungen von Kupfer mit Nickel ergibt sich, daß beide Metalle beim Erstarren eine lückenlose Reihe von Mischkristallen bilden. Diese Mischkristalle sind unmagnetisch, verwandeln sich aber beim Abkühlen in magnetierbare Kristalle. Der Umwandlungspunkt von der unmagnetischen zur magnetisierbären Form, Kurve B, liegt um so tiefer, je größer der Kupfergehalt ist. Reines Nickel hat diesen Umwandlungspunkt bei 320°, die Legierung mit 40 v. H. Kupfer wird schon oberhalb etwa 30° unmagnetisch; Legierungen, die mehr als 60 v. H. Kupfer enthalten, wirken bei Zimmertemperatur nicht mehr auf die Magnetnadel ein. (Zeitschr. f. anorgan. Chemie 1907, Bd. 52, S. 25–29.)

Textabbildung Bd. 322, S. 303

A.

Pumpen.

Wirkungsgrade von Zentrifugalpumpen. (Kux.) Die von L. Schütt aus Versuchen an Ventilatoren theoretisch auf Zentrifugalpumpen übertragenen Ergebnisse (vergl. Bd. 322, Heft 10 S. 158) sind durch zahlreiche Versuche an Pumpen von Gebr. Körting bestätigt worden. Kux dehnt die Betrachtungen im Gegensatz zu Schütt, der nur den hydraulischen Wirkungsgrad berücksichtigte, auch auf den Gesamtwirkungsgrad aus und findet auf theoretischem Wege die Beziehung

Darnach müßte der Gesamtwirkungsgrad von einer bestimmten Stelle ab nahezu unverändert bleiben. Die Versuche an den Körtingschen Pumpen bestätigen indessen die theoretische Gleichung nicht ganz, da die Nutzeffekte zwar anfangs mit der Drehzahl in Uebereinstimmung mit der Gleichung wachsen, dann aber, nachdem für eine bestimmte Drehzahl ein größter Wirkungsgrad erreicht ist, wieder trotz höherer Drehzahl abnehmen, was darauf zurückzuführen ist, daß die Koeffizienten anscheinend von der Umfangsgeschwindigkeit abhängig sind.

Wirkungsgrade von über 75 v. H. sind mit Zentrifugalpumpen nach Ansicht des Verfassers nicht zu erzielen.

|304|

Bei Zentrifugalpumpen mit verzweigter Rohrleitung wird nach den Widerstands- und Leistungskurven die Fördermenge größer, wenn bei einer Pumpe mit verzweigtem Druckrohr der Schieber nach dem Zweigrohr geöffnet wird; dies ist aber nur der Fall bei Pumpen mit anfänglich steigender Charakteristik.

Schaltet man eine Zentrifugalpumpe parallel mit einer Kolbenpumpe, so fördert nach Abstellen der Kolbenpumpe die Zentrifugalpumpe für sich allein bei gleichbleibender Drehzahl eine größere Wassermenge als vorher, wobei die Antriebsmaschine der Zentrifugalpumpe leicht überlastet werden kann. (Zeitschr. d. Ver. d. Ing. 1907, S. 342–344 und Zeitschr. f. d. ges. Turbinenwesen 1907, S. 85–87 und S. 102–104.)

K.

Straßen- und Kleinbahnen.

Straßenbahnschneepflug. Auf einem zweiachsigen Untergestell von 2,1 m Radstand ruht ein kräftiger Rahmen, der vorn und hinten je eine schräg stehende 3,8 m breite Pflugschaar trägt. Diese reichen bis 50 mm über Schienenoberkante herab, können jedoch nach Bedarf bis 230 mm gehoben werden. Seitlich am Wagen befestigte Bleche können zur weiteren Seitwärtsförderung des Schnees herausgeklappt und ferner Schienenreiniger durch Fußhebel von dem Wageninnern aus in die Rillen gedrückt werden. Der Wagenkasten ist 5,7 m, der ganze Schneepflug 10,5 m lang. Sein Gewicht beträgt ohne Motoren 7,25 t. (Street Railway Journal 1907, Bd. I S. 221.)

Pr.

Umgießen elektrischer Schienenverbindungen mit Kupfer. Zwei Gießformen, in die die Enden der kupfernen Schienenverbindungen hineinragen, werden an die Schienenstege angelegt und Kupfer in die mit Ueberlauf versehenen Formen eingegossen. (Street Railway Journal 1907, Bd. 1, S. 116.)

Pr.

Verbrennungsmotoren.

Verbrennungsmotoren auf Seeschiffen. (A. B. Willitts.) Bei Verwendung von Verbrennungsmotoren auf Seeschiffen sind die bei der Binnenschiffahrt verwendeten konischen Reibungs- oder Zahnräderwechselgetriebe für die Umsteuerung sowie die Schrauben mit drehbaren Flügeln wegen der großen, für Seeschiffe in Frage kommenden Kräfte nicht brauchbar. Der Motor muß selbst umsteuerbar sein. Eine zweite große Schwierigkeit bildet die Brennstoffrage. Für den Weltverkehr kommt nur die gewöhnliche Steinkohle in Frage, aber trotz vielfacher Vorschläge ist es noch nicht gelungen, einen einfachen Generator mit Reinigungsapparaten zur Erzeugung eines für Maschinenbetrieb brauchbaren Gases herzustellen. Verwendet man Anthrazit, Braunkohle, Rohöl, Gasoline oder dergl. als Brennstoff, so ist das Schiff an bestimmten Häfen gebunden.

Die bedeutende Raum- und Brennstoffersparnis sowie die schnelle Betriebsbereitschaft führen ungeachtet der vielen Schwierigkeiten dennoch zu zahlreichen Versuchen, sowohl in Deutschland und England wie in Amerika. Bis jetzt sind fast nur einfachwirkende Maschinen zur Anwendung gekommen, die doppeltwirkenden Motoren werden aber in der Zukunft wegen der besseren Raumausnutzung den Vorrang erringen.

Der größte bis jetzt zur Ausführung gelangte doppeltwirkende Verbrennungsmotor für Schiffsbetrieb ist eine 500 PS-Maschine der Standard Motor Construction Company in Jersey City mit sechs Zylindern. Die zwangläufigen Ventile werden gekühlt. Die Umsteuerung geschieht mittels eines Luftdruckzylinders, so daß nur eine leichte Hebelverstellung notwendig ist. Mittels eines anderen Hebels ist es möglich, alle Einlaßventile der unteren Maschinenseite zu schließen und alle zugehörigen Auslaßventile zu öffnen, wodurch eine Herabsetzung der Leistung auf die Hälfte ohne Verringerung des Nutzeffektes erzielt wird. Ferner kann die vordere Maschinenhälfte leicht vollständig ausgeschaltet werden, so daß nur drei einfach wirkende Zylinder übrig bleiben gleich einem Viertel der vollen Leistung. Beim Anlaufen und Umsteuern arbeiten die unteren Seiten der drei hinteren Zylinder mit Druckluft, während die oberen Seiten sowie die drei vorderen Zylinder auf beiden Seiten immerfort auf Gasoline eingestellt bleiben. Das Anlaufen erfolgt denn auch sehr bequem und sicher. Die Druckluft wird durch einen besonderen kleinen 4 PS-Gasolinemotor erzeugt, der zugleich eine Dynamo für die Beleuchtung und eine Bilgepumpe treibt.

Doppeltwirkende Zweitaktmaschinen für Schiffbetrieb sind von Messimer & Kennedy in New York ausgeführt. Ob die einfache Bauart (Fortfall der meisten Ventile, Steuerung durch Schlitze, welche der Kolben schließt und öffnet) dem Nachteil des größeren Brennstoffverbrauchs das Gleichgewicht halten wird, ist höchst fraglich. Die Maschinen arbeiten mit Rohöl und während der ersten Hübe nach dem Anlaufen mit Gasoline.

Seewasser kann für die Zirkulation in den Maschinen nicht gebraucht werden. Bei dem oben beschriebenen 500 PS-Motor ist ein Kielkühler eingerichtet, wobei dieselbe Menge Süßwasser Motor und Kühler immer wieder durchläuft und die Wassertemperatur in letzterem genügend herabgesetzt wird. Man könnte auch einen Röhrenkühler verwenden nach Art eines gewöhnlichen Schiffskondensators. (The practical Engineer 1907, S. 72–74, 108–110, 136–138 und 170–171.)

Ky.

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Siehe D. p. J. 1905, Bd. 320, S. 491.

|302|

Es bedeutet λ die Wellenlänge der gemessenen Lichtart, H1 und H2 die Helligkeiten bei den absoluten Temperaturen, T1 und T2 und c eine Konstante.

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