Titel: Polytechnische Schau.
Autor: Anonymus
Fundstelle: 1919, Band 334 (S. 51–54)
URL: http://dingler.culture.hu-berlin.de/article/pj334/ar334016

Polytechnische Schau.

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

Neuere Flugmotoren. Ueber neuere Flugmotoren wurde nach Engineering 1918, 28. Juni und 5. Juli in der Versammlung der Aeronautical Society of Great Britain ein Vortrag gehalten, der sich besonders mit den ungelösten Aufgaben des Flugmotors und des Vergaserbaues beschäftigt.

Man hat jetzt eine Höchstleistung von nahezu 40 PS in einem Zylinder erreicht. Bei 12, 16 und 18 Zylindern kann man somit Leistungen von 600 PS erreichen. Da man außerdem Flugzeuge mit zwei und drei Motoren auf einen Tragdeck baut, so kann man Flugzeuge mit 2000 PS und mehr Gesamtleistung ausführen. Da man für eine solche Leistung 40 bis 60 Zylinder braucht, so muß angestrebt werden, die Leistung der Einzelzylinder zu erhöhen. Die Lösung dieser Aufgabe hängt in erster Linie von der Verbesserung der Kühlung ab.

Von wesentlichem Einfluß auf das richtige Arbeiten des Flugmotors ist der Vergaser, Im Prinzip verwendet man bei den Flugmotoren die ziemlich gut entwickelten Vergaser der Kraftwagenmotoren, da ja für beide Motorenarten derselbe Brennstoff Verwendung findet. In Bezug auf die Betriebsverhältnisse besteht aber zwischen den beiden Motorenbauarten ein großer Unterschied. Der Kraftwagenmotor arbeitet bei fast unveränderlichem Luftdruck, beim Flugmotor kann sich die Höhenlage (und somit der Luftdruck) in Wenigen Minuten um Tausende von Metern ändern. Dieser Umstand muß beim Bau und bei der Anordnung von Flugmotorenvergasern besonders berücksichtigt werden. Einen Flugmotoren-Vergaser, der sich vollkommen den Aenderungen des Luftdruckes selbsttätig anpaßt, besitzen wir noch nicht. Auf diesem Gebiete sind wohl durch Versuche auf dem Probierstande und im Flugzeug Fortschritte erreicht, aber die vorliegenden Lösungen sind noch nicht als endgültige anzusehen.

Die wichtigste Forderung, die Motorleistung in großer Höhe gleichbleibend zu erhalten, ist bis jetzt noch nicht erfüllt. Die Motorleistung ist in erster Linie von der Brennstoffmenge abhängig, die im Motor verbrannt |52| werden kann, also somit auch von der zur Verbrennung notwendigen Sauerstoffmenge. Da die letztere mit zunehmender Steighöhe abnimmt, so verkleinert sich die Motorleistung. In einer Höhe von etwa 4500 m, wo die Luftdichte im Mittel nur 60 v. H. der Luftdichte auf dem Erdboden beträgt, kann der Flugmotor nur etwa 60 v. H. seiner Bodenleistung entwickeln.

Da bei ungeänderten Anstellwinkeln der Stirnwiderstand des Flugzeuges ebenfalls mit der Luftdichte abnimmt, so hätte die Abnahme der Motorleistung in der Höhe noch keine Abnahme der Fluggeschwindigkeit zur Folge. Dagegen verkleinert sich der Auftrieb in 4500 m bei unveränderten Anstellwinkeln auch um 60 v. H. Der Auftrieb reicht also nicht mehr aus, das Flugzeug schwebend zu erhalten. Bei derselben Geschwindigkeit wie in der Nähe des Erdbodens kann dann das Flugzeug nicht mehr wagerecht fliegen. Es ist deshalb in großer Höhe der Anstellwinkel der Tragflächen zu ändern. Dadurch wird aber der Stirnwiderstand vergrößert. Da hierfür die Motorleistung nicht mehr ausreicht, nimmt die Fluggeschwindigkeit ab.

Um nun zu verhindern, daß die Motorleistung in größeren Höhen abnimmt, gibt es im allgemeinen zwei Wege. Die einfachste Lösung ist die, Flugzeug und Motor für eine gewisse Höhe z.B. 5000 m zu bauen. Man kann den Hubraum der Motorzylinder dann entsprechend der verdünnten Luft entwerfen, so daß er auch hierbei die gewünschte Leistung abgibt. Bei Flügen in Erdnähe würden seine Leistung in Bezug auf das Flugzeug zu groß sein. Da ein solcher Motor auf dem Böden nicht betriebsfähig ist, so muß er mit Einrichtungen versehen sein, die es ermöglichen, in diesem Falle eine Drosselung des angesaugten Gas-Luftgemisches zu erreichen. Am besten hierzu geeignet ist die Drosselvorrichtung in der Ansaugleitung des Vergasers, durch die erreicht wird, daß bei jedem Saughub kein größeres Luftgewicht in den Motorzylinder gelangt, als ohne Drosselung in der vorgeschriebenen Höhe.

Die zweite Art ist, den für den Betrieb in Erdnähe berechneten Motor mit besonderen Einrichtungen zu versehen, durch die erreicht werden kann, daß die Motorleistung auch in großer Höhe sich nicht ändert. Hierzu ist eine Art Luftpumpe notwendig, die in großer Höhe den geringen Luftdruck beim Ansaugen entsprechend erhöht.

Motoren der beiden genannten Arten sind bereits ausgeführt. Der erste Weg ist wie bereits ausgeführt der einfachere, da er ohne Hilfsvorrichtungen arbeitet. Man erhält aber auf diese Weise einen etwas zu schweren Motor, dessen Mehrgewicht immer mitgeführt werden muß und die Nutzlast des Flugzeuges beeinträchtigt. Die Zusatzluftpumpe der zweiten Lösung ist nicht betriebssicher genug und bedingt ebenfalls ein größeres Gewicht, wenn auch nicht soviel wie im ersten Falle.

Durch ausgedehnte, sorgfältige Versuche wird erst festgestellt werden können, welche Lösung die zweckmäßigste ist.

W.

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Eiserne Feuerbüchsen für Lokomotiven. Ueber Erfahrungen mit eisernen Feuerbüchsen bei preußischen Lokomotiven wird folgendes berichtet:

Bei Feuerbüchsen aus Stahlblech (H. E. k. extra) sind ebenfalls Rißbildungen aufgetreten, deshalb kommt dieser Baustoff für Lokomotiven nicht mehr in Betracht. Es hat sich weiterhin als zweckmäßig erwiesen, auch bei eingeschweißten Rauchröhren Brandringe zu verwenden. Die Schweißstellen werden dadurch vor Abbrand geschützt. Das Einschweißen der Heizröhren scheint nur bei wenig beanspruchten Kesseln zweckmäßig zu sein. Stehbolzen mit 10 mm Bohrung haben sich bewährt. Es werden sogar Stehbolzen mit 15 mm Bohrung auf 10 mm Tiefe ausgeführt, um das Aufdornen noch wirksamer ausführen zu können. Bei mehreren Lokomotiven hat man die Stehbolzen innerhalb der Feuerzone mit Erfolg eingeschweißt. Stehbolzen, die reihenweise gebrochen sind, wurden durch solche von 20 mm Durchmesser und 10 mm Bohrung ersetzt. Außerdem werden zurzeit Stehbolzen erprobt, die halbrunden Kopf mit Vierkant und feineres Gewinde besitzen. Solange das Vierkant nicht abgebrannt ist, können die Stehbolzen nachgezogen werden. Stehbolzen mit feinerem Gewinde können zurzeit nicht allgemein verwendet werden, da es an Schneidwerkzeugen mangelt. Die Abdichtung der Deckenanker mit Kupferringen hat sich gut bewährt. Mehrere Eisenbahndirektionen weisen auf die Vorteile hin, die ein vergrößerter Wasserraum zwischen den Feuerbüchswänden mit sich bringt. Ein solcher Wasserraum wird bei den G 12-Lokomotiven bereits ausgeführt.

Besonders ungünstig auf die Erhaltung eiserner Feuerbüchsen wirkt die sehr hohe Beanspruchung und das schlechte Auswaschen der Kessel. (Zeitung des Vereins Deutscher Eisenbahnverwaltungen, 25. Sept. 1918)

W.

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Ueber die rationelle Ausnutzung der Brennstoffe macht Prof. Dr. Caro in der Chemikerzeitung, 41. Jahrg., S. 393 bis 395, bemerkenswerte Angaben. Er weist darauf hin, daß die durch die Besteuerung der Kohle hervorgerufene Verteuerung durch eine ausgiebige Ausnutzung der aus der Kohle gewinnbaren Heizenergie und der Nebenprodukte wieder ausgeglichen werden kann, daß die unmittelbare Verfeuerung der Brennstoffe in vielen Fällen technisch nicht zeitgemäß ist, sowie daß durch vorhergehende Entgasung oder Vergasung mit Gewinnung der Nebenerzeugnisse weitgehende Vorteile erzielt werden können. Auf diese Umstände ist in neuerer Zeit wiederholt mit Nachdruck hingewiesen worden, in einer Reihe dieser Veröffentlichungen finden sich jedoch Verallgemeinerungen, die zu unrichtigen Schlußfolgerungen Veranlassung geben. Würde die Vergasung der Kohle wirklich derart gesteigert werden, daß wir in Deutschland jährlich 5 Mill. t Ammoniumsulfat und 4,5 Millionen t Teer, wie verschiedene Verfasser berechnet haben, erzeugten, so würden die Erlöse für diese Nebenerzeugnisse so stark zurückgehen, daß die Vergasung der Kohle wirtschaftlich unmöglich gemacht würde. Denn die rationelle Auswertung der Brennstoffe, namentlich aber die Vergasung der Kohle, ist heute eine vorwiegend wirtschaftliche Frage und die Vorbedingungen für die Anwendung dieser Verfahren sind von der Technik noch nicht so restlos gelöst, daß die Vergasung unter allen Umständen an Stelle der unmittelbaren Verbrennung treten kann.

Die Vergasung der Brennstoffe ist ein Prozeß, der Energie verbraucht. Der Wärmewert, der bei der Vergasung und Entgasung erhaltenen verbrennbaren Stoffe ist daher geringer als der Wärmewert des Brennstoffes selbst. Bei Vergasung von Kohle ohne Nebenproduktengewinnung, aber unter Ausnutzung der fühlbaren Wärme der abziehenden Gase gehen durchschnittlich 15 bis 20 v. H. des Wärmewertes verloren, beim Kokereiprozeß rund 10 bis 15 v. H. Erheblich größer ist dagegen der Verlust bei der Vergasung mit Gewinnung der Nebenprodukte, denn hier wird infolge des notwendigen Zusatzes von Wasserdampf ein thermischer Wirkungsgrad von nur 50 bis 70 v. H. erzielt. Diese Wärmeverluste muß man zunächst einmal in Betracht ziehen, wenn man zu einer klaren Lösung der Frage gelangen will, ob und in welchen Fällen die Umwandlung der festen in gasförmige Brennstoffe technisch und wirtschaftlich von Vorteil ist.

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Vom technischen Standpunkt aus empfiehlt sich die Vergasung nur dann, wenn die Anwendung von Gas an Stelle von festem Brennstoff besondere Vorteile bietet, wie dies in der Hütten-, Metall-, Glas-, Porzellan- und chemischen Industrie zumeist der Fall ist. Die Vergasung der Brennstoffe ist ferner gegeben, wo durch Anwendung der Gasheizung die Ausnutzung der Wärmeenergie eine bessere ist als bei Anwendung fester Brennstoffe; dies ist bei der Dampferzeugung sowie bei vielen Ofenheizungen nach der Ansicht des Verfassers jedoch nicht der Fall. Die Beheizung von Kesseln mit Gas erfordert stets mehr Brennstoff als die unmittelbare Beheizung durch feste Brennstoffe, und zwar um 15 bis 20 v. H. mehr bei Vergasung ohne Nebenproduktengewinnung und um 30 bis 50 v. H. mehr bei Vergasung mit Nebenproduktengewinnung. Außer bei der Dampfkesselfeuerung ist bei den meisten Ofenheizungen die Heizung mit festen Brennstoffen im Hinblick auf die Erzielung von Ersparnissen der Vergasung vorzuziehen, sofern nicht durch die Vergasung minderwertige, aschenreiche oder heizarme Brennstoffe, deren direkte Verbrennung Schwierigkeiten bereitet, Verwendung finden können.

Für die Anwendung der Vergasung mit Nebenproduktengewinnung ist lediglich der Wert der Nebenprodukte jeweils maßgebend. Dieser Wert schwankt aber, da er außer von der Marktlage noch von einer Reihe anderer Faktoren abhängig ist. Da nun aber die Nebenprodukte nicht nur den Mehrverbrauch an Brennstoff, sondern auch die Aufwendungen für die Nebenproduktenanlagen und ihren Betrieb decken sollen, so darf man nicht generell von den wirtschaftlichen Vorteilen der Vergasung mit Nebenproduktengewinnung sprechen, sondern muß von Fall zu Fall entscheiden, ob solche Vorteile vorliegen oder nicht. Wenn in England die Vergasung mit Nebenproduktengewinnung, und namentlich das Mondgas-Verfahren eine viel größere Verbreitung gefunden hat als bei uns, so liegt dies hauptsächlich daran, daß England über außerordentlich billige Kohle verfügt. Bei uns hat dieses Verfahren nur in besonderen Fällen Anwendung gefunden, so zum Beispiel wo als Heizmittel sowieso nur Gas in Betracht kam, oder wo der zu verwendende Brennstoff infolge seiner chemischen Zusammensetzung nicht direkt verbrannt werden konnte, oder wo besonders hohe Teerausbeuten zu erwarten waren, wie dies bei den neuen Anlagen zur Braunkohlenvergasung der Fall ist.

Die Wirtschaftlichkeit einer Vergasungsanlage ist also von Fall zu Fall zu prüfen, namentlich erweckt die Errichtung großer Gaszentralen zur Fortleitung eines heizarmen Gases von weniger als 3000 WE schwere Bedenken. Die Vergasung von Brennstoffen mit Nebenproduktengewinnung in großen Kraftzentralen erfordert bei Anwendung von Dampfturbinen einen Mehraufwand von 30 bis 50 v. H. Brennstoff und kann daher nur unter besonders günstigen Bedingungen lohnend sein. Anders liegen die Verhältnisse, wenn an Stelle von Dampfturbinen Gasmaschinen zur Krafterzeugung Verwendung finden. Denn in diesem Falle kann der zur Nebenproduktenerzeugung erforderliche Dampf mit Hilfe der heißen Auspuffgase der Gasmaschinen erzeugt werden, wodurch der Wirkungsgrad der Generatoren bis auf 80 bis 85 v. H. steigt. Leider kann aber die Gasmaschine noch nicht in vollen Wettbewerb mit der Dampfturbine treten, da einmal die Anlagekosten von Gaskraftwerken erheblich höher als von Dampfturbinenzentralen sind, und da ferner die Gasmaschinen gegen Betriebschwankungen empfindlicher als die Dampfturbinen sind. Erst mit der Vervollkommnung der Gasmaschine und der Lösung des Problems der Gasturbine wird die Vergasung der Brennstoffe mit Nebenproduktengewinnung zum Zwecke der Krafterzeugung in großen Zentralen weitere Verbreitung erlangen; einstweilen sind alle Projekte für eine staatliche zentrale Versorgung großer Kraft- und Gasverbrauchsgebiete auf diesem Wege noch verfrüht. Unteden heutigen Verhältnissen ist nach Ansicht des Verfassers in den meisten Fällen der Verkokung der Kohle der Vorzug zu geben, da hierbei nur etwa'10 bis 15 v. H. des Wärmewertes verloren gehen, und da ferner von den nutzbaren Wärmemengen rd. 75 v. H. in fester Form als transportabler Koks und 25 v. H. als hochwertiges Gas erhalten werden.

Inwiefern die ganze Frage der rationellen Brennstoffausnutzung durch die neueren Arbeitverfahren der Tieftemperaturdestillation, der Verflüssigung der Kohle unter Druck usw. eine Verschiebung erfahren wird, läßt sich heute noch nicht übersehen. Vgl. auch die vom Reichsschatzamt herausgegebene Schrift: Die rationelle Ausnutzung der Kohle (Berlin 1918.)

Sander.

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Brandproben an Eisenbetonbauten. (Nach dem Berichte von Geh. Regierungsrat Gary, Verlag von Wilhelm Ernst und Sohn, Berlin). Die Veranlassung zu den im Materialprüfamte ausgeführten neuerlichen „Brandproben an Eisenbetonbauten“ gab folgende Erscheinung. Bei den Brandproben im Jahre 1914 traten in den 8 cm dicken Wänden des Obergeschosses von Haus IV „unter lautem Krachen explosionsartige Absprengungen der äußeren (und auch der inneren) Oberflächenschicht auf, bei denen die abgesprengten Stücke bis auf 40 m weit fortgeschleudert wurden“. Bei Haus III konnten nach dem Brande nur Risse und einzelne Kantenabsprengungen beobachtet werden.

Zur Klärung der interessanten Fragen wurden die unter den Mitgliedern des Ausschusses auftretenden drei Vermutungen experimentell geprüft. Vor allem wurde demgemäß der Einfluß der Nässe des Bauwerks zurzeit des Versuchs untersucht. Auf die größere Feuchtigkeit der Wände konnte die obige Erscheinung jedenfalls nicht zurückgeführt werden. Bemerkenswert hierbei ist die Tatsache, daß durch die Feuerbeanspruchung die Festigkeit des Granitbetons beträchtlich kleiner, die des Basaltbetons, größer geworden ist. Diese Feststellung wird praktisch wohl zu verwenden sein. Da die zweite Ursache der Absprengungen in der Oberflächendichte gesucht wurde, wurden fünf etwa faustgroße Stücke der beiden Betonsorten (Basalt- und Granitbeton) inbezug auf ihre Wasseraufnahmefähigkeit und ihr Austrocknungsvermögen beim Liegen an der Luft, sowie ihre Wasserdurchlässigkeit geprüft. Auf Grund der Vorversuche ist zu schließen, daß „Explosionen nur bei dichter Oberfläche und bei bestimmtem Feuchtigkeitsgehalt des Betons im Innern auftreten“. Wichtig war auch die Bestimmung der Wärmeleitfähigkeit der Betonplatten. Die Geschwindigkeit der Verdampfung, die Menge des vorhandenen Wassers und die Beschaffenheit des Betons sind ebenfalls von Einfluß auf die Entstehung von Absprengungen.

Für die „Hauptversuche“ wurden sechs verschiedene Arten von Sand und Kies verwendet, wobei es nicht notwendig war, die Eigenschaften der Zuschlagstoffe bis in alle Einzelheiten festzustellen; demnach wurden nur die Haupteigenschaften, wie die Kornzusammensetzung, die Gewichte der Zuschlagstoffe, die Dichtigkeit des Haufwerks, das Wasseraufnahme- und Wasserabgabevermögen, sowie die petrographischen und mineralogischen Eigenheiten des roten Meißener Granits bestimmt. Tabellen und graphische Auftragungen ermöglichen darüber eine rasche Uebersicht. Die petrographische oder mineralogische Beschaffenheit des verwendeten Gesteins bildet keineswegs die Ursache der am Brandhaus IV beobachteten Sprengerscheinungen.

Bei den Brandproben mit Platten wurden eisenbewehrte Platten von 8 bzw. 12 cm Stärke der Feuerbeanspruchung |54| in drei Versuchsreihen ausgesetzt. Auch bei Ausführung dieser Versuche zeigten sich keine Absprengungserscheinungen.

Der Versuchsleiter kommt daher zu dem Schlusse, daß die Bedingungen für das Auftreten von Explosionen verhältnismäßig selten bei Bauwerken auftreten, also bei Schadenfeuern von geringer praktischer Bedeutung sind. Zerstörungserscheinungen lassen sich daher vermeiden, „wenn für das Vorhandensein luft- und wasserdurchlässiger Oberflächen der Betonwände gesorgt wird“.

Die Versuche verdienen weitgehendes Interesse und sei daher deren Studium den Fachkreisen wärmstens empfohlen.

Marx, Diplomingenieur

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Radiumerz-Vorkommen in der Grafschaft Devon. Wie „Times“ vom 18. Januar berichten, wurde auf Kingswood, Gemeinde Buckfastleigh, dem früheren Besitztum von Lord Macclesfield, Pechblende, das bekannte Radiumerz, gefunden. Einer von Dr. Henry Terry vom University College, London, vorgenommenen Analyse zufolge hat die dort gefundene Pechblende einen Uranoxyd-Gehalt von über 26 v. H., ist demnach 13 mal so reich daran wie das amerikanische Radiumerz, das jetzt nach England eingeführt wird. Es werden Vorbereitungen getroffen, die Lagerstätte in großem Maßstabe auszubeuten.

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Eine Neuerung in der Metallschmelztechnik ist laut „Svensk Handelstidning“ vom 30. November v. J. durch den Ingenieur Bruneau eingeführt worden. Die Erfindung ist eine Art Ziegelofen: durch ein oder mehrere Blasröhren, die der in den Tiegel gebrachten Kohle und dem Metall erwärmte Luft zuführen, schmilzt das Metall besonders rasch. Die Blasröhren sind beweglich. Der Ofen, der in bezug auf Anschaffung und Betrieb sehr billig ist, wird in der Fabrik „Nygards bruk“ in Vagnhärad hergestellt. (Aus Nachrichten für Handel, Industrie und Landwirtschaft 1919.)

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Herr Reuther, Mitinhaber der Firma Bopp & Reuther, ist von der Technischen Hochschule Karlsruhe zum Dr.-Ing. E. h. ernannt worden.

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