Titel: Polytechnische Schau.
Autor: Anonymus
Fundstelle: 1921, Band 336 (S. 317–319)
URL: http://dingler.culture.hu-berlin.de/article/pj336/ar336047

Polytechnische Schau.

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

Kritik der Abwärmeverwertung. (Baurat de Grahl, Deutsche Maschinentechnische Gesellschaft).

Man spricht allgemein von einer Abwärmeverwertung während bei jeder Feuerung noch eine ganze Reihe anderer Verlustquellen vorhanden ist, die unter Umständen leichter zu fassen sind. Eine Abwärmeverwertung, für Feuerungen, die unverbrannte Gase erzeugen, ist zwecklos; denn der Verlust an unverbrannten Gasen kann viel bedeutender sein als der Gewinn durch die Abwärmeverwertung. Es ist auch zu bedenken, daß jede Vorrichtung zu diesem Zwecke Brennstoffe zu ihrer Herstellung nötig hat und dementsprechend die Ersparnis der Abwärmeverwertung diesem Anschaffungs-Kohlenäquivalent entsprechen muß. Was von der Feuerung gilt, hat auch auf die Motoren Anwendung, die heiße Gase ausstoßen und in ihrem Kühlwasser große Mengen von Wärme aufweisen. So kann man z.B. das Kühlwasser durch die Auspuffgase erwärmen und für Heizungszwecke verwenden (Warmwasserheizung). Aber man kann auch durch die Auspuffgase aus dem Kühlwasser Dampf erzeugen und diesen auch überhitzen.

Wie wenig schaut z.B. aus der Abwärmeverwertung an einer Großgasmaschine heraus, wenn der damit erzielte Dampf für Arbeitszwecke (z.B. in einer Dampfturbine) Verwendung findet. Während die durch die Abwärmeverwertung gewonnene Kraftleistung den thermischen Wirkungsgrad nur um etwa 3,6 % erhöht, erreicht man durch die Verbindung der Kraftmaschine mit der Heizung einen um 22,6 % erhöhten Nutzeffekt. In der Verbindung des Kraftbetriebs mit dem Heizbetrieb liegt noch eine Perspektive lohnender Tätigkeit. Bei der Dimensionierung der Heizungskraftmaschine muß man indes von dem Bedarf an Abwärme ausgehen und nicht umgekehrt. Für unterbrochenen Betrieb, wie z.B. bei unsern Heizungsanlagen, kann sich nur die beste Isoliermasse bewähren; denn je schlechter diese ist, desto dicker muß sie auf die Rohre aufgetragen werden, desto länger dauert die Anheizzeit, weil die großen Isoliermassen erst mit Wärme gesättigt werden müssen. Der größte Fehler in unserm ganzen Wirtschaftsleben ist die Verschlechterung unserer Brennstoffe, weil Millionen und aber Millionen Mark für den Transport von Ballaststoffen in der Kohle (Wasser, Schiefer, Asche) ausgegeben werden müssen, die das deutsche Volk mit Rücksicht auf die Kohlensteuer obendrein noch mit 1 Milliarde Mark versteuern muß. Der Fabrikbesitzer ist gezwungen, dem schlechten Brennstoff entsprechend seine Rostanlage zu ändern, wodurch die Fabrikate verteuert werden, während der Heizer durch die fortwährenden Plackereien beim Schlacken des Feuers seine Gesundheit und Nerven früh verbraucht.

Zerstreut ausgestrahltes Licht. Die gebräuchlichen Lichtquellen sind fast ausschließlich Temperaturstrahler, bei denen gesetzmäßig mit der Temperatur bis zu einer Grenztemperatur die Leuchtstärke und auch die Wirtschaftlichkeit steigt. Die Lichtstrahlung von jedem Flächenteilchen der lichtstrahlenden Oberfläche erfolgt nach dem Cosinusgesetz, d.h. die Stärke der Strahlung nimmt mit dem Cosinus des Neigungswinkels gegen die Lotrechte ab. Die meisten Lichtquellen haben gekrümmte Strahlungsflächen, wie Kohlenkrater von Bogenlampen oder gewundene wie der Glühlampendraht, so daß in der Gesamtwirkung der verschieden gelegenen Flächenteile die Strahlung andere Gesetze befolgt. Jede Lichtquelle hat ihre charakteristische Strahlungskurve, die bekannt sein muß, wenn die durch sie erzeugte Beleuchtung berechnet werden soll.

Fällt Licht auf eine Fläche, so wird ein Teil zurückgeworfen. Bei glatter Fläche wird in bestimmter Richtung eingestrahltes Licht in ganz bestimmter Richtung zurückgeworfen. Ist die Oberfläche rauh, oder dringt das Licht tiefer ein, wobei es durch fein verteilte Stoffe an der gradlinigen Fortpflanzung gehindert wird, so tritt das Licht erst nach vielmaliger Rückwerfung aus. Es wird hierbei keine Richtung bevorzugt. Nach allen Richtungen wird das Licht zurückgeworfen, es wird zerstreut. In ähnlicher Weise kann das Licht beim Durchgang durch durchscheinende Stoffe, wie dünne Marmorplatten, Alabaster, Milchglas, mattiertes Glas usw. zerstreut werden.

Das von einer Fläche zerstreut zurückgestrahlte Licht befolgt das erwähnte Cosinusgesetz. Ist In die Strahlung senkrecht zur Strahlungsebene, so ist unter der Neigung φ gegen die Lotrechte die Strahlung In cos φ. Es ist naheliegend, diese das Licht zurückwerfenden Flächen mittelbar als Lichtquellen anzusehen und mit ihnen zu rechnen wie mit unmittelbaren Lichtquellen, die Eigenlicht ausstrahlen.

Fällt von einer Lichtquelle mit der Leuchtkraft I Liclt unter dem Winkel φ auf eine Fläche, so ist bekanntlich die Beleuchtung . Ist die Leuchtstärke in Hefnerkerzen, r in Metern eingesetzt, so erhält man die Beleuchtung B in Lux. Ein Teil des auffallenden Lichts wird verschluckt, ein anderer zurückgeworfen. Ist der letztere Anteil, die Rückstrahlungszahl μ, so ist μ B die Helligkeit der Fläche. (Helligkeit ist nicht zu verwechseln mit Flächenhelle, die eine bedeutend größere Einheit darstellt). Die Lichtstrahlung einer solchen beleuchteten, hellen Fläche ist nur einseitig, hemisphärisch.

Geht der gesamte Lichtstrom einer Lichtquelle von der mittleren Leuchtkraft I auf eine Fläche f über, so erhält diese eine Helligkeit . Es ist daher die mittlere hemisphärische Leuchtkraft

.

Hat eine Fläche f eine Helligkeit H, so ist seine Leuchtkraft ohne weiteres nach dieser Formel zu berechnen. Ist H in Lux, f in m2 ausgedrückt, so erhält man I in Hefnerkerzen. Die Strahlung In in einer Richtung senkrecht zur Fläche ist

In beliebiger Neigung φ zur Lotrechten ist die Strahlung Iφ

Bei gekrümmten Flächen von gleichmäßiger Helligkeit kommt für die Stärke der Strahlung die Projektion der gekrümmten Fläche auf eine Ebene senkrecht zur Strahlung in Betracht.

Wird ein Raum nicht unmittelbar durch Selbstleuchter erhellt, sondern mittelbar durch aufgehellte Wände, von außen durch mattierte Glasscheiben, durch Teile des Himmelsgewölbes u. dgl., so können di |318| Formeln, die Helligkeiten von Flächen gegebener Größe in gleichwertige Lichtquellen umwandeln, gute Dienste leisten. Es können durch Vermittlung der Formeln in sonst umständlicher Weise vorzunehmende Untersuchungen und Rechnungen in leichter und übersichtlicher Weise durchgeführt werden. Es kann so z.B. die Rückstrahlungszahl d. i. das Verhältnis des zurückgeworfenen Lichtes zu dem auf eine Fläche auffallenden Licht ermittelt werden, der Wirkungsgrad von Reflektoren bestimmt werden usw.

Textabbildung Bd. 336, S. 318

Das Lambertsche Grundgesetz, nach dem die Strahlung von einer Fläche auf eine andere berechnet wird, erhält unter Zugrundelegung obiger Formeln für die Beleuchtung B Abbild, einer Fläche df' durch eine Fläche df von der Helligkeit H, wenn φ und φ die entsprechenden Neigungswinkel sind, die Form:

.

Bund H sind in gleichen Einheiten (in Lux) zu werten. Lambert schrieb die Formeln ohne den Faktor π im Nenner. In dieser Gestaltung ist die Formel in die meisten Lehrbücher übergegangen. In dieser Form sind aber B und H nicht mehr in gleichen Einheiten zu werten.

Ist die Strahlung, die von einer Fläche ausgeht, durch eine andere teilweise oder ganz behindert, so kann das auf letztere geworfene Licht bei entsprechender Oberflächenbeschaffenheit wieder zerstreut zurückgeworfen werden. Trifft dieses zurückgeworfene Licht wieder die erste Fläche, so verstärkt sie die Helligkeit dieser Fläche. Durch wiederholte Rückstrahlung kann eine wesentliche Verstärkung der Helligkeit eintreten. In Zimmern mit hellen Wänden muß dies berücksichtigt werden, wenn die Beleuchtung der einzelnen Plätze errechnet werden soll. In hohem Maße tritt diese Verstärkung im Innern einer innen weiß gestrichenen Kugel ein, wie dies bei Ulbricht'schen Photometerkugeln der Fall ist. Alle diese Vorgänge lassen sich bei der entwickelten Rechnungsart leicht übersehen und rechnerisch durchführen.

Wird das Licht beim Zurückwerfen von Flächen oder beim Durchgang durch dünne Stoffe nur unvollkommen zerstreut, wird also ein Teil des Lichtes spiegelnd zurückgeworfen oder unzerstreut durch den Stoff hindurch gelassen, so gilt das erwähnte Lambertsche Gesetz nur für den einen Teil des Lichts, der zerstreut wird. Ist der Anteil des unzerstreuten Lichtes groß, so gestalten sich die Rechnungen nicht mehr so einfach, wie oben angegeben. Es müßten die beiden Anteile, das zerstreute und das unzerstreute Licht, getrennt berücksichtigt werden. (Wissenschaftliche Veröffentlichungen aus dem Siemens-Konzern I Bd., 2. Heft 1921).

Dr. Michalke.

Die Eötvössche Torsionswage. (Prof. Dr. W. Schwaydar, Z. f. Instrumentenkunde S. 175, 1921.) In den letzten Jahren hat das Interesse an der Messung der kleinen Unterschiede der Schwerkraft längs der Erdoberfläche zur Erkenntnis des geologischen Baues der obersten Erdschichten und Feststellung wertvoller Bodenschätze zugenommen. Diese auch wirtschaftlich bedeutsame Aufgabe stellt große Anforderungen an die Methoden und die Genauigkeit der notwendigen Apparate, die im Gelände unter ungünstigen äußeren Bedingungen sehr kleine Größen zuverlässig anzeigen sollen. Die bisher allgemein gebräuchliche Methode der Schweremessung verwendet kurze Pendel von rund ½ Sekunde Schwingungszeit, mit denen man aus der Aenderung der Schwingungszeit von Ort zu Ort die Unterschiede der Schwerkraft erhält. Diese Messungen haben in den letzten Dezennien ein reiches Material geliefert, das zu ganz neuen Gesichtspunkten über den Aufbau der Erdrinde geführt hat. Für die Feststellung eng begrenzter Massenstörungen und unterirdischer Faltungen unter kleineren Gebieten reicht die Genauigkeit dieser Methode nicht aus. Bei sehr sorgfältiger Ausführung vermögen die Pendel eine Aenderung der Schwerebeschleunigung von höchstens 0,001 cm/sek anzuzeigen. Die von Eötvös angegebene Torsionswage ist dem Pendel weit überlegen. Sie mißt nicht den Wert der Schwerebeschleunigung, sondern die horizontalen Gradienten der Schwere und gewisse Größen, die zur Beurteilung der Gestalt der Niveauflächen der Schwere dienen. Diese Größen stehen im Zusammenhang mit der Form und Begrenzung der Massenverteilung. Unter günstigen Temperaturverhältnissen gibt die Wage die Gradienten auf etwa 1 × 10–9 c. g. s. genau an. Die horizontalen Gradienten der Schwere sind über den Rändern der oben beschriebenen Massenstörung etwa 88 × 10–9 c. g. s. Die Wage würde demnach sehr leicht die Lage der Masse angeben können. Die Wage wird geeignet sein, Faltungen der Gesteinsschichten unter den Aufschüttungen einer Ebene nachzuweisen, die Grenzen von Anhäufungen bestimmter Massen, wie Salz und Erzen und ähnliche Massenanordnungen anzudeuten. Das Prinzip der Torsionswage ist folgendes: An einem 0,04 mm starken Platin-Iridiumdraht von etwa 56 cm Länge hängt wagerecht ein 40 cm langes Aluminiumrohr, das an beiden Enden Belastungsgewichte von je 30 g trägt; eines der Belastungsgewichte ist mittels eines etwa 60 cm langen dünnen Drahtes aufgehängt.

Aus seiner Ruhe herausgedreht, wird das System infolge der Torsionskraft des Aufhängedrahtes des Aluminiumrohres in horizontale Schwingungen versetzt. Der Torsionskoeffizient des Drahtes ist etwa 0,4 c. g. s., das Trägheitsmoment des Wagearmes etwa 23000 c. g. s. und die ganze Schwingungsperiode etwa 24 Minuten. Aeußerst geringe Kräfte werden genügen, um den beruhigten Wagearm aus seiner Ruhelage zu bringen. Zum Schutz gegen Luftströmungen und stärkere Temperaturschwankungen ist der Wagearm nebst Torsionsdraht und hängendem Gewicht in einem dreifachen Metallgehäuse eingeschlossen. Dieses Gehäuse ist um eine vertikale Achse drehbar, so daß der Wagearm in seiner Ruhelage in jede beliebige Richtung gebracht werden kann. Aufgabe der Messung ist es, die Ruhelage des Armes relativ zu einer mit dem Schutzkasten fest verbundenen Marke in bestimmten Richtungen des drehbaren Schutzkastens festzustellen. Hierzu dienen ein mit dem Wagearm fest verbundener Spiegel. und ein am Schutzkasten fest angebrachtes Fernrohr nebst Skala oder eine photographische Registriereinrichtung. Würden die Schwerkräfte in der Umgebung der Wage gleich und parallel sein, so würde keine Drillung des Drahtes und Drehung des Armes eintreten; der Arm würde in allen Richtungen zu der mit dem Schutzkasten fest verbundenen Marke dieselbe Stellung einnehmen. Dasselbe würde eintreten, wenn die Niveaufläche der Schwere Kugelgestalt hätte; dann liegen die Schwerkräfte in der Ebene, die den Draht und den Arm enthält, und können keine Drillung des Drahtes hervorrufen. Wegen der allgemeinen Erdgestalt und der |319| Massenstörungen oberhalb und unterhalb der Erdoberfläche sind die Schwerkräfte auf die Länge des Wagearmes weder parallel noch gleich; die Niveaufläche weicht an jedem Ort mehr oder minder von der Kugelgestalt ab. Die Wirkung der Kräfte auf das Gehänge ist äquivalent einer Einzelkraft, die wir uns im Schwerpunkt angreifend denken können und die durch den Zug des Fadens aufgehoben wird, und einem Kräftepaar, dessen Ebene senkrecht zur Einzelkraft steht und welches das Wagerohr dreht. Die Größe des Drehmomentes wird in den verschiedenen Richtungen des Armes verschieden sein und somit die Stellung des Armes zu der festen Marke variieren. Aus Messungen in verschiedenen Lagen des Armes wird man die torsionslose Lage und die oben angedeuteten Größen berechnen können.

Eötvös hat die Zahl der notwendigen Messungen dadurch auf 3 reduziert, daß er eine Doppelwage anwandte. Diese enthält zwei parallel nebeneinander so montierte Wagen, daß die beiden hängenden Belastungsgewichte sich an den entgegengesetzten Seiten befinden

O. Hecker hat statt der visuellen Ablesevorrichtung die photographische Registrierung und die automatische Drehung des Apparates von einem Azimut zum andern eingeführt. Die Registriervorrichtung hat jedoch zu einer unsymmetrischen Verteilung der Massen Anlaß gegeben, und diese Unsymmetrie kann leicht unter besonderen Umständen zu Fehlern in der Messung führen. Auch fehlt bei diesem Instrument die unerläßliche Registrierung der Temperaturschwankungen im Schwingungsraum. Prof. Dr. Schwaydar hat daher ein neues Modell der Drehwage konstruiert und die photographische Registrierung so getroffen, daß die Massensymmetrie im Instrument wie bei der visuellen Methode von Eötvös streng gewahrt bleibt und die Aufzeichnung der Temperatur mit erfolgt.

Hanomag-Nachrichten. Mit den Erfolgen des bekannten Heißdampfingenieurs Dr.-Ing. Schmidt (Kassel-Wilhelmshöhe), dem es nach ausgedehnten Versuchen gelungen ist, die Wärmewirtschaftlichkeit der Dampfmaschine durch Verwendung von sehr hochgespanntem Dampf zu verbessern, beschäftigt sich das Augustheft der Hanomag-Nachrichten in seinem Leitartikel: „Hochdruckdampf bis 60 at Dampfdruck in der Kraft- und Wärme Wirtschaft.“ Der Aufsatz zeigt uns die von der Hanomag (Hannoversche Maschinenbau-Aktien-Gesellschaft, vormals Georg Egestorff) Hannover-Linden gebaute Versuchsmaschine im Bild in Grundriß und Ansicht, bringt die Dampfdiagramme der Versuchsmaschine und eine tabellarische Uebersicht über einen von Professor Hermann Franke, Hannover, ausgeführten Versuch. Im Anschluß an diesen Aufsatz wird eine von der Hanomag gebaute Dampflokomotive für 20 at Kesseldruck beschrieben. Ein weiterer Aufsatz zeigt in Wort und Bild die Schleudermaschine, Bauart „ter Meer,“ zum Trennen fester Stoffe von Flüssigkeiten.

Die Volkswirtschaftliche Beilage zu diesem Heft enthält interessante Aufsätze und Bilder: Angestellten-Erfindungen, Einfallstore in den Harz, Bilder vom Bau der Bagdadbahn usw.

Irreführende Wortbildungen. Wie neue Wortbildungen, die für die neuartigen Erzeugnisse der Elektrotechnik, Einheiten usw. erwünscht sind, entstehen und sich einbürgern, dem nachzugehen, wäre ganz lehrreich, und nicht bloß für die Sprachforscher von Vorteil. Es würden so leichter Mittel und Wege gefunden werden, neuen Wortbildungen schnellen Eingang zu schaffen, die nicht das Wesen des Gegenstandes voll zu erfassen brauchen, aber vor allem nicht die Verständlichkeit erschweren oder gar verwirrend wirken dürfen. Die führenden Zeitschriften, vor allem aber die Preislisten und Werbedruck Schriften der einzelnen Firmen sind von großer Bedeutung für die Einführung sprachrichtiger Ausdrücke. Verlegenheitsausdrücke, mit denen gelegentlich in der Werkstatt neue Apparate bezeichnet werden, sollten erst nachgeprüft werden, ehe sie in Tausenden von Drucksachen der Allgemeinheit vorgeführt werden. Welche Unklarheiten mit der Einführung „Kraft“ anstelle von „Arbeit“ in verschiedenen Zusammensetzungen geschaffen wird, wurde in dieser Zeitschrift 1920 Heft 26 schon dargelegt. Man kann die Anzahl der Bezeichnungen, die der Wirkung der Erzeugnisse nicht entsprechen, noch weit vermehren. So werden vielfach die Wörter „Aus'öser“ und „Relais“ in gleichem Sinne gebraucht. Ein Relais ist nur ein Vermittler, der durch Erregen, Verstärken oder Schwächen oder Unterbrechen eines magnetischen Stromkreises einen zweiten Stromkreis schließt oder öffnet. Unter Auslöser versteht man einen Elektromagneten, der die Sperrklinke, die einen Schalter entgegen der Wirkung einer Feder in der Geschlossenstellung festhält, aushebt und den Schalter für die Ausschaltung freigibt. Ein Auslöser in der Verbindung mit einer Dose wird kurz als Dosenauslöser bezeichnet, während er richtiger als Auslöser mit Dosenhemmwerk zu bezeichnen ist.

Allgemein eingebürgert sind die Wortbildungen Maximalschalter, Minimalschalter, erstere können verdeutscht als Höchststromschalter bezeichnet werden. Besser nennt man diese Schalter „Ueberstrom-Selbstschalter, Tiefstrom-Selbstschalter.“

Durch falsche Bezeichnungen können falsche Anschauungen erweckt werden, die zu Gefährdungen führen können. Dies ist z.B. bei dem Gebrauch des Wortes „Erden“ und „Erdwiderstand“ der Fall. Das gibt leicht die Vorstellung, als ob es sich ähnlich wie bei der Verbindung mit einer gut leitenden Kupferplatte handle, wobei nur an der Verbindungsstelle ein Widerstand, ein Uebergangswiderstand auftrete, während sonst auf der ganzen Erdoberfläche ein gleicher Spannungszustand sich einstellt. Eine zutreffende Bezeichnungsweise, die nicht so leicht zu falschen Auffassungen führen kann, ist zu erstreben.

Wie nachträglich Irrtümer in der Bezeichnungsweise erkannt und berichtigt wurden, zeigen Wörter wie „Oberspannung“ und „Unterspannung“ für die höhere und die niedrigere Spannung bei Transformatoren. Vielfach wurde in der ersten Zeit die niedrigere Spannung als Niederspannung, die höhere als Hochspannung bezeichnet, obwohl diese Bezeichnungen für Spannungen unter oder über 250 Volt (gegen Erde) festgelegt waren. So kam es, daß z.B. auf einem Zusatztransformator, der die Spannung von 10000 auf 20000 hinaufsetzte, auf der 10000-Volt-Seite die Aufschrift „Niederspannung“ trug, was den Unkundigen leicht zu der Ansicht bringen konnte, daß die Berührung der Klemmen nicht gefahrbringend sei, während sie doch lebensgefährlich ist. Leider findet man auch jetzt zuweilen noch für die „niedrigere“ Spannung das Wort „Niederspannung.“

Dr. Michalke.

Suche im Journal   → Hilfe
Alternative Artikelansichten
  • XML
  • Textversion
    Dieser XML-Auszug (TEI P5) stellt die Grundlage für diesen Artikel.
  • BibTeX
Feedback

Art des Feedbacks:
Ihre E-Mail-Adresse:
Anmerkungen: