Titel: Polytechnische Schau.
Autor: Anonymus
Fundstelle: 1919, Band 334 (S. 28–30)
URL: http://dingler.culture.hu-berlin.de/article/pj334/ar334010

Polytechnische Schau.

(Nachdruck der Originalberichte – auch im Auszuge – nur mit Quellenangabe gestattet.)

Ueber die Verwendung von Paraffinöl und Steinkohlenteeröl im Dieselmotor. Bei der großen Bedeutung, die Braun- und Steinkohlenteeröle als Treibmittel des Dieselmotors gewonnen haben, darf ein Vergleich dieser Brennstoffe hinsichtlich ihrer Verwendbarkeit die Aufmerksamkeit des Ingenieurs beanspruchen. Ein solcher wird von Prof. K. Neumann- Dresden in Heft 41, 42 und 44 der Zeitschrift des Vereins deutscher Ingenieure angestellt mit besonderer Berücksichtigung der Vorgänge bei der Verdampfung der in den Zylinder der Maschine eingespritzten Flüssigkeit. Der Kompressionsenddruck pc beträgt in dem betrachteten Beispiele 30 at abs. Der Einblasedruck pe ist 54 at abs., die Temperatur des Oeles vor dem Einspritzen t' = 30°, die Temperatur der Luft im Zylinder nach dem Zusammenpressen tc = 550°, während die Gewichtsverhältnisse des Brennstoffes B, der Einspritzluft E und der Ladeluft L durch die Beziehungen und bestimmt sind. Um die beim Verdampfen eines Brennstoffes aufzuwendende Wärmemenge festzustellen, müßte die Temperaturabnahme während dieses Vorganges berechnet werden. Es tritt zunächst beim Einspritzen eine Abkühlung ein, die vom Druckverhältnis , dem Gewichtsverhältnis α und dem Werte t' abhängt. Nimmt man an, daß die Einblaseluft adiabatisch bis auf den Kompressionsenddruck expandiert, so sinkt hierdurch die Temperatur bis auf den Wert , wo K der Exponent der Adiabate ist. Den Wärmegrad nach der Verdampfung tv bestimmt man aus der Beziehung , in der cp und c die spezifische Wärme der Luft bzw. des flüssigen Oeles, R die Verdampfungswärme für die Gewichtseinheit bezeichnet. Die Berechnung von tc – tv ergibt für den zugrunde gelegten Sonderfall bei Steinkohlenteerölen eine um 23,5 bis 32,5 v. H. größere Temperaturabnahme als bei Paraffinöl. Dementsprechend steigt der Wärmeaufwand beim Verdampfen des erstgenannten Brennstoffes.

Ebenso ungünstig ist das Ergebnis für Steinkohlenteeröle, wenn man die Verdampfungszeit Z betrachtet. In D. p. J. Band 334, Heft 2 S. 18 wurde bereits auf deren Bedeutung für den Verbrennungsvorgang hingewiesen und die Formel entwickelt, wo die Dichte eines Oeltropfens vom Radius r1 nach der Zerstäubung und Δr die Dicke des diesen Tropfen umgebenden Dampfmantels ist, in dem der Dampfdruck infolge Diffusion vom Sättigungsdruck ps auf pd sinkt. Mit T werden die absoluten Temperaturen bezeichnet. ist der radiale Temperaturabfall und k die Diffusionszahl. Diese darf gleich gesetzt werden, wo C ein Festwert, p der Gesamtdruck im Dampfluftgemische ist. Da man ferner durch ersetzen kann, folgt . In der so vereinfachten Gleichung |29| wäre die mittlere Temperatur und der Teildruck des Oeldampfes in der Verbrennungsluft , wo Vd und Ve die Teilvolumina von Dampf und Luft bezeichnen. Da ferner nach der Gasgleichung PVd = B RdT und PVe = (E + L) ReT ist, wird (mit Rd ~ Re) . Nunmehr kann eine Vergleichsrechnung bezüglich der Verdampfungszeiten zweier Tropfen verschiedenartigen Oeles stattfinden, wobei vorausgesetzt werden muß, daß Δr und r1 bei beiden Tropfen gleich sind. Bezeichnet dm die Anzahl der verdampfenden Mole, so erhält man . Die zahlenmäßige Durchführung der Rechnung für die obengenannten Verhältnisse lehrt, daß die Verdampfungsgeschwindigkeit schwerer siedender Steinkohlenteeröle nur etwa 28 bis 55 v. H. von der des Paraffinöles ist. Dieses Ergebnis darf bei schnellaufenden Motoren nicht unberücksichtigt bleiben.

Besonders hingewiesen sei auf die beachtenswerten Verfahren, de Neumann bei der Bestimmung der thermischen Größen einschlägt, deren Kenntnis er zur Durchführung der angedeuteten Rechnung bedarf. So stellt er z. ß. die Verdampfungswärme R aus der von Nernst angegebenen Formel log Ts – 0,007 Ts fest, nachdem er das mittlere Molekulargewicht μ des Oeles durch Messen der Gefrierpunkterniedrigung unter Benutzung des Raoultschen Gesetzes und den mittleren Siedepunkt Ts durch zeichnerische Integration der über der Temperatur als Abszisse aufgezeichneten, experimentell bestimmten Verdampfungskurve gefunden hat.

Schmolke.

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Schwindung von Zementmörteln an der Luft. (Deutscher Ausschuß für Eisenbeton. Heft 42, II. Bericht über Versuche im Kgl. Materialprüfungsamt Berlin-Lichterfelde-West, erstattet von Geh. Regierungsrat Professor Dr.-Ing. E. H. M. Gary.) Die in Heft 35 berichteten Vorversuche ließen vermuten, daß die beobachtete, verschieden große Neigung zur Raumveränderung bei den verschiedenen Zementen in Wasser und in Luft auf das Herstellungsverfahren zurückzuführen ist, indem das Brennen im Schachtofen mit dem damit unvermeidlich verbundenen Schwachbrand, vielleicht in Verbindung mit feiner Mahlung die Neigung zur Schwindung begünstigt. Die neuen Ergänzungsversuche erstreckten sich auf die Klärung der Frage einer Beeinflussung des Schwindens weicher Mörtel

  • a) durch die Art der Aufbereitung des Zementes,
  • b) durch die Beschaffenheit des Zuschlagmaterials, und zwar
    • α) durch die mineralogische Zusammensetzung der Sande,
    • ß) durch die Dichtigkeit des Haufwerkes.

Die Schwindung von fetter und magerer Mörtelmischung sollte an je drei Stäben mit dem Bauschingerschen Tastapparat ermittelt werden, und zwar nach 1, 3, 7, 28 und 90 Tagen Erhärtung an der Luft, wobei die Proben bis zum Versuch am dritten Tage mit feuchten Tüchern bedeckt waren. Als Materialien wurden

  • a) Portlandzement
    • 1. Schachtofenzement aus Klinkern, die bereits durch Aussuchen vom größten Teil des Schwachbrandes befreit sind; bez. „Z1,
    • 2. dasselbe Material unter Zusatz von 10 v. H. Schwachbrand der gleichen Fabrik; bez. Z2,
    • 3. Drehrohrofenzement aus reinen Klinkern; bez. R,
  • b) Eisenportlandzement, gemahlen aus Klinkern, Schlacke und Gips in dem von der Fabrik angegebenen Mischungsverhältnis; bez. K,
  • c) Hochofenzement, gemahlen aus Schlacke, Klinkern und Gips in dem von der Fabrik angegebenen Mischungsverhältnis; bez. B,
  • d) Freienwalder Rohsand,
  • e) Isarsand,
  • f) Rheinsand

verwendet, wobei die Sande nach Absiebung auf einem Sieb von vier Maschen/qcm in vier Körnungen entsprechend 1, 2 und 3 mm Maschenweite zerlegt wurden. Das Mischungsverhältnis betrug

  • 1. 1 Rtl. Bindemittel: 5 Rtl. Sand,
  • 2. 1 Rtl. Bindemittel: soviel Rtl. Sand, wie zur Ausfüllung seiner Hohlräume mit dem Bindemittel nötig sind.

Für den Rheinsand kamen noch folgende Versuchsbedingungen in Betracht;

  • A) das durch das 1 mm-Sieb fallende Material soll auf feineren Sieben von 120, 324 und 900 Maschen auf 1 cm2 abgesiebt werden. Nötigenfalls ist feinstes Korn durch Mahlung herzustellen.
    Von diesen feinsten Körnungen ist dem Ursande soviel zuzusetzen, daß ein möglichst dichtes Gemisch entsteht.
  • B) Aus dem Ursande ist das Feinste auf einem Siebe von 1 mm Maschenweite zu entfernen.

Von den Gemischen A und B ist der Undichtigkeitsgrad festzustellen. Die beiden so gewonnenen Sande, dichter und undichter, sollen mit soviel Zement versetzt werden, daß die Hohlräume der Sande eben noch ausgefüllt werden. Dazu sind die Bindemittel a 1 und a 2 zu verwenden.

Einige Körper sollten mit Rundeisenstäbchen versehen werden, um die Veränderung des Probekörpers im Vergleich zu den Körpern aus gleicher Mischung ohne Eiseneinlagen zu beobachten. Es wurde vermutet, daß die Schwindung an den Körpern mit Eiseneinlagen anders verlaufen würde als die Schwindung ohne Eisen.

Durch die Versuche wurden folgende früheren Beobachtungen bestätigt gefunden:

1. An der Luft schwinden alle Zementmörtel umso stärker, je fetter die angewendete Mischung ist. Das Höchstmaß der Schwindung wird aber im allgemeinen nur von mageren Mischungen schon nach drei Monaten erreicht. Fettere Mischungen, namentlich solche aus Zementen, die infolge Schwachbrandes an sich stärkere Schwindneigung haben, schwinden noch weiter, teilweise recht beträchtlich bis zu sechs Monaten Alter und darüber hinaus.

2. Die Schwindung erreicht das Mindestmaß, sobald die Mischung so mager ist, daß die Hohlräume des Sandes nicht mehr ausgefüllt sind. Die mittlere Schwindung beträgt bei der mageren Mischung 1:5 bis zu sechs Monaten Alter 0,42 mm bis 0,58 mm, bei der fetten und dichten Mischung 0,78 mm bis 1,02 mm auf 1 m Baulänge. Das Maß wechselt, je nachdem die Körper längere oder kürzere Zeit nach dem Entformen feucht gehalten werden.

3. In der mageren Mischung ist der Einfluß der Art des Sandes beträchtlich größer als in der fetten. In magerer Mischung hat der dichte kalkige Isarsand wieder erheblich stärkere Schwindung ergeben, als der lockere Freienwalder Quarzsand.

|30|

4. Die Neigung der Zemente zum Schwinden wird zwar bei Zusatz von Sand beträchtlich vermindert, die charakteristischen Unterschiede der Zemente in bezug auf Schwindneigung bleiben aber namentlich in der dichten Mischung noch erkennbar.

Die, fetten Mörtel schwinden vom ersten Tage der Messung an erheblich und verkürzen sich bis zum 180. Tage ziemlich gleichmäßig fortlaufend und anscheinend weiter. Nur für den Drehrohrofenzement R und den Eisenportlandzement K tritt nach 180 Tagen nahezu Stillstand im Schwinden ein.

Die mageren Mörtel schwinden anfangs in ähnlicher Form, wenn auch nicht so erheblich. Aber schön nach 30 Tagen tritt eine wesentliche Beruhigung ein und die Schwindung schreitet nur noch langsam fort, bis sie nach 180 Tagen fast ganz zum Stilfstand gekommen ist.

Der am meisten scharf gebrannten Klinker enthaltende Drehrohrofenzement R erleidet in fetter wie in magerer Mischung die geringste Schwindung.

Nicht unerwähnt darf bleiben, daß die mit den fetten Mörteln der vorliegenden Versuche erzielten Schwindungen die größten sein dürften, die praktisch möglich sind, weil die fetten Mischungen die größtmögliche Dichte der einzelnen Mörtel aufweisen, d.h. so viel Zement enthalten, als die Sande in sich überhaupt aufzunehmen vermögen. Die Ergebnisse lassen sich in folgende Sätze zusammenfassen:

Durch Verwendung scharf gebrannter, nicht übertrieben fein gemahlener Zemente und nicht zu dichten, wenig Wasser aufsaugenden Sandes ist es bei tunlichst langer Feuchthaltung möglich, die Schwindung der in der Praxis üblichen Mörtel und – da der Mörtel der Träger des Betons ist – damit auch des Betons auf ein Mindestmaß herabzudrücken. Die Entfernung des feinsten Staubes aus dem Sande durch Waschen oder Absieben kann auch an sich wenig geeigneten Sanden einen Teil ihrer Schwindneigung nehmen.

Durch Einlegen von Eisen ist dem Auftreten der Schwindrisse auch in fetter, an sich sehr zum Schwinden neigender Mörtelmischung erfolgreich entgegenzuwirken.

Privatdozent Dr.-Ing. W. Müller.

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Mustermesse in Leipzig. Frühjahrsmesse soll vom 27. April bis 3. Mai stattfinden.

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