Titel: Polytechnische Schau.
Autor: Anonymus
Fundstelle: 1922, Band 337 (S. 77–80)
URL: http://dingler.culture.hu-berlin.de/article/pj337/ar337020

Polytechnische Schau.

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

Der billigste Rohrdurchmesser für Kraftdampfleitungen. Zweck der Arbeit ist, die Ermittlung des wirtschaftlich vorteilhaftesten Rohrdurchmessers für Kraftdampfleitungen ohne zeitraubende Vergleichsrechnungen zu ermöglichen und zwar zunächst nur für Sattdampfleitungen.

Berücksichtigt müssen werden:

1. Die Güteverminderung des Dampfes für Maschinenzwecke, d.h. der Mehrverbrauch an Dampf durch den Druckabfall in der Rohrleitung.

2. Der Dampfverlust durch Abkühlung in der Rohrleitung und

3. Die Kosten der Rohrleitung einschließlich der Ventile.

Da die Güteverminderung mit dem Druckabfall, also mit der Abnahme des Rohrdurchmessers d wächst, das Kondensat in der Rohrleitung sowie die Kapitalkosten für die Rohrleitung mit zunehmendem Durchmesser d zunimmt, gibt es einen „billigsten“ Durchmesser db, bei welchem die jährlichen Dampf- und Kapitalkosten am geringsten werden.

Notwendig wird zunächst die formelmäßige Darstellung der Abhängigkeit der drei Posten vom Rohrdurchmesser d.

a) Die Güteverminderung des Dampfes durch den Druckabfall:

Würde der Dampf unmittelbar mit der Anfangsspannung pa at abs. in die Maschine eintreten, betrüge der stündliche Dampfverbrauch für die Leistungseinheit (PS oder kW) Cpa kg. Durch den Abfall der Spannung von pa auf die Endspannung px erhöht sich der Dampfverbrauch auf Cpx kg/st. Eine weitere Erhöhung findet statt durch die Niederschlagsmenge K kg/st in der Rohrleitung, von welcher bei einer Gesamtleistung N (PS oder kW) auf die Leistungseinheit (1 PS oder 1 kW) stündlich entfällt kg/st. Es entsteht demnach ein Gesamtmehrverbrauch an Dampf durch die Rohrleitung von

1. kg/st für 1 PS oder kW.

Die Aenderung des Dampfverbrauchs von Cpa auf Cpx mit der Aenderung des Dampfdruckes von pa auf px erfolgt zeichnerisch nach einer Kurve, welche jedoch für nicht großen Druckabfall pa – px als Gerade angesehen werden darf, sodaß Cpx – Cpa genügend genau dem jeweiligen Druckabfall pa – px proportional gesetzt werden kann.

2. Cpx – Cpa = δ (pa – px).

Der Proportionalitätsfaktor δ, d.h. der Dampfmehrverbrauch für den Druckabfall 1 ist für jede Maschinengattung bekannt. Der durch Rohrreibung und Einzelwiderstände verursachte Druckabfall pa – px läßt sich weiterhin nach den üblichen Formeln durch den Rohrdurchmesser d, durch die Rohrlänge 1 und das stündliche Dampf gewicht G = Cpx N vom mittleren Einheitsgewicht γm, ferner durch die Reibungsziffer β und die Widerstandszahlen ξ der Einzelwiderstände ausdrücken

3.

sodaß dann nach Gl 2) Cpa – Cpx formelmäßig als abhängig vom Rohrdurchmesser d dargestellt ist.

C) Die Niederschlagsmenge K kg/st in der Rohrleitung ist abhängig von der gesamten abkühlenden Oberfläche F der Rohrleitung, Ventile und Wasserabscheider. Ventile und Wasserabscheider können nach Eberle durch gleichwertige Rohrlängen lv u. lw ersetzt werden, sodaß, wenn die Vergrößerung der Außenrohrfläche durch die Flanschen Ventile und Wasserabscheider mit einer Vorzahl Φ berücksichtigt und der äußere Durchmesser D ~ 1,05 d + 3 mm gesetzt wird, sich schließlich die gesuchte Abhängigkeit des K von d ergibt:

4. kg/st.

wenn χ das Kondensat für 1 qm Rohraußenfläche darstellt.

c) Die Anlagekosten der Rohrleitung und Ventile. Die Kosten für Rohre und Ventile steigen mit zunehmendem Durchmesser zeichnerisch nach Kurven, welche wie die Cp-Kurven für verhältnismäßig kleine Durchmesserunterschiede durch die Sehnen ersetzt werden können. Daher stellt sich der Preise für 1 m Rohrlänge dar als lineare Gleichung:

r = ar + εr d Mark 1 mm

der Preis für Ventile

rv = av + εv d Mark

beides also in der gesuchten Anhängigkeit vom Rohrdurchmesser d. Demnach die Anlagekosten für 1 m Rohr und nv Ventile:

5. .

Die jährlichen Gesamtkosten M in Mark der Rohranlage setzen sich zusammen aus den Kosten MD für Dampfmehrverbrauch durch die Rohrleitung und den Kapitalkosten (Verzinsung, Abschreibung und Unterhaltung). Also

6. .

|78|

Bei z Betriebsstunden im Jahr, bei der Gesamtleistung N und den Dampfkosten P Mark für 1 kg Dampf wird MD =VNzP.

Wird Verzinsung, Abschreibung und Unterhaltung durch den Kapitalfaktor p berücksichtigt, ergibt sich

und

7. .

Sämtliche Werte für V und eingesetzt liefert M als Gleichung abhängig von d.

Bildet man jetzt den Differentialquotienten und setzt ihn = 0, so ergibt sich aus der entstehenden Gleichung der beste Durchmesser db aus:

8.

Die Formel wird handlich durch folgende Ueberlegung: Würden die Anlagekosten nicht berücksichtigt, so würden εr und εv = 0 zu setzen sein; kämen außerdem die Einzelwiderstände nicht in Frage, also nur Rohrreibung als alleiniger Widerstand, so wäre ∑ξ = 0. Der sich jetzt ergebende, allein die Rohrreibung berücksichtigende Durchmesser dR („Reibungsdurchmesser“) würde dann aus

9.

nach kleinen Umstellungen

10.

oder die ersten beiden Glieder durch die Vorzahl b zusammengefaßt

10a.

Dieser Reibungsdurchmesser oben in Gl. 8 eingeführt, liefert jetzt übersichtlich den billigsten Durchmesser

11.

Von Interesse ist schließlich noch der Durchmesser dD („Dampfdurchmesser“)) welcher die Reibungs- und Einzelwiderstände der Rohrleitung, also die wirklich entstehenden Dampfkosten ohne die Anlagekosten berücksichtigt. Der Nenner B wird dann = 1, im Zähler A wird nur statt db zu setzen sein dD also

12.

Zeitschrift für Dampfkessel und Maschinenbetrieb. Nr. 49. XXXXIV. Jahrgang vom 9. Dezbr. 1921).

Neue Anwendungen des Azetylens in der chemischen Industrie. Außer als Leucht- und Heizgas hat das Azetylen in den letzten Jahren in zunehmendem Maße auch in der chemischen Industrie Anwendung gefunden. Man gewinnt aus ihm eine Reihe von Chlorprodukten, von denen namentlich das Trichloräthylen und das Tetrachloräthan als nichtbrennbare Lösungsmittel eine weite Verbreitung gefunden haben, ferner ist es gelungen, aus Azetylen in höchst einfacher Weise Azetaldehyd herzustellen, der wiederum das Ausgangsmaterial für die Gewinnung von Alkohol, Essigsäure und Azeton ist. Für die Fabrikation dieser drei Produkte, die vornehmlich während des Krieges in großen Mengen gebraucht wurden, sind in den letzten Jahren sowohl bei uns als auch im Ausland ausgedehnte Anlagen errichtet worden.

Nach einem neuen von A. Heinemann angegebenen Verfahren (D. R. P. 315747) läßt sich aus Azetylen und Methan in guter Ausbeute Propylen gewinnen, wenn man diese beiden Gase bei höherer Temperatur über Kontaktsubstanzen leitet, und zwar verläuft die Reaktion am besten, wenn man als Kontaktsubstanz ein Gemisch von edlen und unedlen Metallen verwendet. Derartige Gemische kann man z.B. in der Weise herstellen, daß man auf Bimsstein auf chemischem Wege oder durch Elektrolyse metallisches Kupfer niederschlägt und hierauf den mit Kupfer überzogenen Bimsstein in eine Lösung von Platinchlorür taucht, trocknet und schließlich das Platinchlorür zu metallischem Platin reduziert. Anstelle von Platin kann auch Palladium oder Iridium, anstelle von Kupfer auch Eisen, Nickel, Aluminium oder Magnesium Verwendung finden. Diese Kontaktsubstanzen werden in einem Gefäß oder Rohr ausgebreitet, das auf 100–200° erhitzt wird und durch das ein Gemisch von Azetylen und Methan, event. unter Zusatz von Stickstoff oder Kohlensäure hindurch geleitet wird. Man kann die Reaktion auch unter erhöhtem oder vermindertem Druck ausführen. Es ist zweckmäßig, nicht gleiche Volumteile Azetylen und Methan anzuwenden, sondern mit einem Ueberschuß von Azetylen zu arbeiten, damit das gesamte Methan umgesetzt wird.

Ebenfalls recht interessant und erfolgversprechend ist die Umsetzung des Azetylens mit Ozon. Versuche von Prof. Wohl und Dr. Bräunig haben ergeben, daß bei der Einwirkung von Ozon auf Azetylen Glyoxal entsteht (D. R. P. 324202) und daß sich der Vorgang bei genügender Verdünnung der Gase und bei Anwesenheit von Wasserdampf in hinreichender Menge völlig gefahrlos durchführen läßt. Bei den Versuchen wurde der „Chemiker-Zeitung“ zufolge mit Luftmengen von 15 cbm in der Stunde gearbeitet, deren Ozongehalt durchschnittlich 12–13 g im cbm Luft betrug. Der hineingeleitete Strom von Azetylengas betrug 16–18 g auf 1 cbm Luft. Bei diesen Mengenverhältnissen wurden stündlich 155–190 g Glyoxal und daneben 107–122 g Ameisensäure erhalten. Durch Einblasen von fein zerstäubtem Wasser in den Gasstrom wurden die beiden erzeugten Stoffe niedergeschlagen. Von dem zugeführten Ozon waren unter diesen Bedingungen 10–15% nicht in Reaktion getreten, doch konnte durch Einleiten von Dampf die Umsetzung zu Ende geführt werden. Die hierbei entstehenden dichten Nebel konnten durch Stoßflächen niedergeschlagen werden, und man erhielt so eine Lösung mit einem Gehalt von 1,5–2% Glyoxal. Da bei der Ozonisation der Luft stets auch Salpetersäure in geringer Menge entsteht, muß diese vor dem Eindampfen der Glyoxallösung durch Zusatz von kohlensaurem Kalk neutralisiert werden, um Zersetzungen zu vermeiden. Man erhält dann beim Eindampfen einen dicken Syrup von Glyoxal, Ameisensäure und salpetersaurem Kalk.

Das Glyoxal ist ein brauchbares Ausgangmaterial für die künstliche Herstellung des Indigos, es kann ferner zur Herstellung der als Genußsäure wichtigen Glykolsäure |79| sowie der Traubensäure und des Glykols Verwendung finden, welch letzteres im Kriege vielfach als Glyzerinersatz benutzt worden ist.

Sander.

Neuartige Fußtrittsteuerungen an Türen von Härteöfen. Durch die in der Abb. dargestellten Fußtrittsteuerungen ist es dem Arbeiter möglich, die Türen von Doppelkammeröfen unabhängig von einander zu öffnen und zu schließen. Es stellt diese Einrichtung eine Neuerung dar, die das Arbeiten am Ofen wesentlich vereinfacht und daher als eine Verbesserung angesprochen werden kann. Um beim Arbeiten am Ofen den Fuß nicht auf dem Fußhebel lassen zu müssen, sind Einstellvorrichtungen vorgesehen, welche die zwei Fußhebel in ihren Endstellungen festhalten. Zum Schließen werden die Fußhebel durch Seitwärtsbewegen gelöst, worauf sich die Türen selbsttätig schließen.

Textabbildung Bd. 337, S. 79

Motorschiff „Leise Maersk“. Das von der Odense Staalskibsvaerft für die Svendborg Shipping Co. gebaute Schiff ist 91,5 m lang, 13,4 m breit und hat bei einer Ladefähigkeit von 4470 t und 6450 t Verdrängung einen Tiefgang von 6,75 m.

Besondere Aufmerksamkeit verdient die von der bekannten Maschinenfabrik Burmeister und Wain, Kopenhagen, gebaute Sechszylinder-Dieselmaschine von 630 mm Dmr und 1300 mm Hub. Der verhältnismäßig große Kolbenhub ergibt eine sehr niedrige Umlaufzahl bis zu 80 i. d. Min. Dadurch wird es möglich, den Einschraubenantrieb für Motorschiffe bis zu 5000 t Ladefähigkeit zu verwenden. Für solche Schiffe wurden bis jetzt zwei Maschinen mit 100–160 Uml./min. verwendet.

Bei 85 Uml. min. ist die Maschinenleistung 1150 PSe. Dies ergibt eine Geschwindigkeit von 10½ Kn. Das Maschinengewicht mit Hilfsmaschinen, Wellen, Schrauben usw. ist 337 t. Beim Einschraubendampfer „St. Thomas“ ist dieses Gewicht, die Kesselanlage mit gerechnet, 3421. Die Dampfmaschine hat etwa die gleiche Leistung wie die Dieselmaschine. Der Maschinenraum ist beim Motorschiff 12,8 m, beim Dampfschiff, den Kesselraum mitgerechnet 17,7 m. Das Maschinenpersonal besteht beim Motorschiff aus 7, beim Dampfschiff aus 15 Personen. (The Motorship, 1921 Oktober.)

Wimplinger.

Naphthalinmotoren. Bei den hohen Preisen der Leichtöle gewinnen die Naphthalinmotoren wieder an Bedeutung. Naphthalin ist im freien Handel für etwa 3,20 M. pro kg zu haben, während der Preis für Benzol 5,60 M. pro kg auf Freigabeschein beträgt. Bei Naphthalinmotoren ist bekanntlich das feste Naphthalin zu schmelzen und dauernd flüssig zu halten, wobei eine Ueberhitzung des Naphthalins auf jeden Fall zu vermeiden ist. Zum Anlassen des Motors ist Leuchtgas, Benzol usw. zu verwenden. Nach Angabe der „Zeitschrift des Ver. deutsch. Ing.“ 1921, S. 856, ist die Gefahr der Ueberhitzung durch die Heizung mit Abgasen nicht zu vermeiden. Wird aber heißes Kühlwasser oder Dampf zum Schmelzen des Napthalins verwendet, so geht das Schmelzen des Naphthalins zu langsam vor sich. Es wurden deshalb neuerdings während des Hilfsbetriebes nur anfangs die Auspuffgase verwendet, nach einer gewissen Zeit geschieht dann die Erwärmung durch Dampf (DRP. 257835), der aus dem Kühlwassermantel strömt. Auf diese Weise läßt sich erreichen, daß bei einem 20-PS-Motor für den Hilfsbetrieb nur etwa ¼ Stunde notwendig ist. –

Es ist nun in letzter Zeit gelungen, aus dem Naphthalin einen flüssigen Brennstoff zu gewinnen, das sogenannte Tetralin. Dieses wird zur Zeit im Automilbetrieb erprobt. Ueber seine Brauchbarkeit hierfür sind die Ansichten noch geteilt. Der schwere Brennstoff erschwert besonders das Anlassen des kalten Motors. Es ist nun nicht ausgeschlossen, daß das Tetralin bei ortfesten Motoren das Naphthalin ersetzen könnte, um den umständlichen und wenig betriebsicheren Naphthalinbetrieb zu vermeiden. Auschlaggebend ist auch hier die Preisfrage, da es bis jetzt noch nicht gelungen ist, das flüssige Tetralin entsprechend billig herzustellen.

Wimplinger.

Triumphe der drahtlosen Empfangstechnik. Der Gesellschaft für drahtlose Telegraphie ist es jetzt gelungen, mit räumlich sehr kleinen, transportablen Empfangseinrichtungen die Funksprüche selbst solcher Stationen aufzunehmen, die mehr als 19000 km entfernt sind. Demnach kann man heute an jedem Punkt der Erde alle einigermaßen stärkeren Funkstationen abhören. Ihr in Fachkreisen als Spezialist für Empfangsuntersuchungen bekannter Oberingenieur Dr. Esau war nach Buenos Aires entsandt worden, um den geeignetesten Platz zur Errichtung der Empfangsanlage für die im Bau befindliche Großstation derselben Gesellschaft zu ermitteln. Diese argentinische transatlantische Station ist bekanntlich als Gegenstation für Nauen zum Verkehr mit Süd-Amerika bestimmt. Es waren dazu eingehende wissenschaftliche Untersuchungen erforderlich, da es sich um zu überbrückende Entfernungen von 12000 km (Nauen–Buenos Aires) handelt, und zwar in einem Lande, in dem bisher der funkentelegraphische Empfang durch sehr starke atmosphärische Störungen beeinträchtigt war. Dr. Esau, der soeben wieder nach Berlin zurückgekehrt ist, hat den geeignetesten Ort für die Empfangsanlage in der Umgebung von Buenos Aires gefunden, und ist dieser Störungen vermittelst Rahmenantenne völlig Herr geworden, so daß schon jetzt ein, allerdings einseitiger Verkehr von Nauen nach Argentinien möglich ist. Bei dieser Gelegenheit gelang es auch zum ersten Mal, die Zeichen einer nicht übermäßig starken japanischen Station (Antipodenstation zu Buenos Aires!) über 19000 km, d.h. den halben Erdumfang, über zwei verschiedene Kurse aufzunehmen. Der erste Kurs führt über den stillen Ozean, fast ausschließlich über Wasser, der zweite nur über den atlantischen Ozean, dann aber fast ausschließlich über die Kontinente Afrika und Asien. Auf |80| letzterem Wege werden die Telegraphierzeichen im Vergleich zu den über den stillen Ozean außerordentlich viel mehr geschwächt, so daß die Lautstärke in Argentinien bei gleicher Weglänge über den Atlantik nur etwa den hundertsten Teil derjenigen über den Pazific beträgt. Ferner konnten alle die interessanten funkentelegraphischen Erscheinungen täglich studiert werden, die beim Empfang funkentelegraphischer Zeichen sonst nur bei Gelegenheit der seltenen Sonnenfinsternisse beobachtet werden. Auch weitere, für die Meteorologie wertvolle Ergebnisse sind gezeitigt worden.

Gegenwart und Zukunft der Berliner Straßenbahn. (Stadtbaurat Dr.-Ing. Adler in der Deutschen Maschinentechnischen Gesellschaft am 21. Februar d. J.)

Der Vortrag zeigte vor allem auch, welche großen Schwierigkeiten in technischer Beziehung beim Zusammenschluß der verschiedenen vormals getrennt verwalteten Straßenbahnunternehmungen Berlins gelegentlich der Bildung der Einheitsgemeinde zu überwinden waren. So war z.B. durch die Vereinigung die frühere Zahl von nur 3 Motortypen bei der Großen Berliner Straßenbahn auf nicht weniger als 33 angewachsen. Eine Vereinfachung und Vereinheitlichung war unbedingt erforderlich. Es fand in großem Umfange ein Austausch der verschiedenen Wagengattungen zwischen den 35 Bahnhöfen der Straßenbahn statt, um auf gleichen Bahnhöfen auch die gleichen Wagentypen zusammenzubekommen und dadurch die Unterhaltungskosten herabzusetzen.

Die Berliner Straßenbahn hat ungefähr die Hälfte ihrer Wagen mit Luftdruckbremse und die Hälfte mit elektrischer Bremse ausgerüstet. Der Vortragende wies an Hand eingehender Untersuchungen, die im Betriebe der Berliner Straßenbahn durchgeführt worden waren, nach, daß in Zukunft bei Straßenbahnen für innerstädtischen Betrieb nur die elektrische Bremse infolge ihrer weit überlegenen Wirtschaftlichkeit in Frage kommen kann. Die Luftdruckbremse ist lediglich bei Vorort- und Ueberlandstrecken am Platze. Auch bezüglich der Wagenbauart muß bei Bahnen mit vielen Haltestellen, häufigem Anfahren und großen Zuggewichten die zweiachsige Wagentype aus wirtschaftlichen Gründen der vierachsigen vorgezogen werden.

In der Frage, ob die Stromabnehmer für die Wagen mit Rolle oder mit Schleifbügel zu verwenden sind, gehen auch die Ansichten in technischen Kreisen weit auseinander. Für Neubauten von Bahnen ist der Schleifbügel unter allen Umständen vorzuziehen. Aus wirtschaftlichen Gründen muß jedoch jetzt bei der Berliner Straßenbahn die Rolle noch beibehalten werden. Es ist aber vorgesorgt, daß die Fahrdrahtleitungen bei Umbau auch für Befahren mit Schleifbügeln eingerichtet werden, so daß in Zukunft es auch für Berlin noch möglich sein wird, den Schleifbügel allgemein einzuführen.

Wesentlich für die Verringerung der Unterhaltungskosten und Herabsetzung der Anzahl der Unfälle und Zusammenstöße ist die gründliche Ausbildung des Personals, wie sie jetzt bei der Straßenbahn sowohl bei den Fahrern wie bei den Handwerkern in besonders hierzu eingerichteten Schulen durchgeführt wird.

Hierdurch war es neben den sonstigen an den Wagen und Motoren angebrachten technischen Verbesserungen möglich, beispielsweise die Anzahl der Beschädigungen der Motoranker im Laufe eines Jahres von früher rund 560 Beschädigungen im Monat auf jetzt 70–90 herunterzubringen.

An Hand von Lichtbildern wurden die Eigenarten des großstädtischen Verkehrs und die Möglichkeiten, in wirtschaftlichster Weise den Bedürfnissen nachzukommen, erläutert.

Schließlich erörterte der Vortragende die wirtschaftliche Lage der Straßenbahn und die Aussichten für die Zukunft. Er wies darauf hin, daß für den Wiederaufbau des Unternehmens größere Kapitalien unbedingt erforderlich seien, deren Beschaffung voraussichtlich eine Umwandlung der jetzigen Betriebsform der Straßenbahn erforderlich machen dürfte. Dann wird es erst möglich sein, die Straßenbahn in technischer Beziehung weiter auszubauen und zu vervollkommnen zum Frommen deutscher Technik und zum Wohle der Stadt Berlin und ihrer Bevölkerung.

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