Titel: Polytechnische Schau.
Autor: Anonymus
Fundstelle: 1931, Band 346 (S. 156–158)
URL: http://dingler.culture.hu-berlin.de/article/pj346/ar346036

Polytechnische Schau.

Ueber die Verwendung von Diphenyloxyd zur Wärmespeicherung1). Die spezifische Wärme des Diphenyloxydes schwankt zwischen 0,39 bei 27° und 0,69 bei 427°. Unter Berücksichtigung des hohen Siedepunktes des Diphenyloxydes ergibt sich, daß ein Speicher, der mit 10 at arbeitet, selbst wenn man den Temperaturabfall berücksichtigt, der erforderlich ist, um die Wärme vom Diphenyoxyd an das Wasser zu übertragen, und ebenso die Ausdehnung der Flüssigkeiten bei der höheren Temperatur, 5 % mehr je Raumeinheit speichern kann. Dazu kommt noch, daß die zur Umwandlung in Arbeit zur Verfügung stehende Wärme bei 10 at, bei derselben gespeicherten Wärmemenge, 1,92 mal größer ist. Während also ein gegebenes Speichervolumen 1,05 mal mehr Wärme im Diphenyloxyd enthält als beim Wasser, ist die aus diesem Speicher zur Verfügung stehende Arbeit 1,05–1,92, also rund zweimal so groß.

Wenn man also das Diphenyloxyd nur als wärmeübertragendes Mittel verwendet, um Wärme von einem Wärmeaufnehmer auf einen Wärmespeicher zu übertragen, der mit Eisen oder Kiessand gefüllt ist, kann die je Raumeinheit aufgespeicherte Wärme noch verdoppelt werden, das ergibt gegenüber Wasser ein Verhältnis von 4 : 1. Da das Eisen je gespeicherte Wärmeeinheit halb so teuer ist als das Diphenyloxyd, ergeben sich neue Vorteile, die vorher nicht möglich waren.

Vor mehr als 10 Jahren machte J. Ruths Versuche mit Speichern, wobei er Eisen und ähnliche Körper zur Steigerung der Wärmespeicherfähigkeit benützte. (Amer. Pat. 1659836; 1666426; 1723302). Er kam aber damals nicht zum Ziele, weil ihm eine entsprechend billige und beständige Flüssigkeit zur Wärmeübertragung fehlte.

Heute kann man dieses Verfahren zur Wärmespeicherung nicht nur zur Erzeugung von völlig vorgewärmtem Speisewasser und überhitztem Dampf verwenden, sondern auch zur Luftvorwärmung und zur Regelung von Ueberhitzung und Zwischenüberhitzung und zur Deckung von Spitzen; durch Annäherung an den nicht regenerativen Kreisprozeß. Das wird dadurch erreicht, daß man die Entnahmedampfmenge verringert und Wärme durch das Diphenyloxyd aus dem Luftvorwärmer zuführt, diedann die für das Speisewasser erforderliche Wärme aus dem Entnahmedampf ersetzt.

S. 69.

Dampfkesselüberwachung und Wärmewirtschaft in Italien.2) Die Dampfkesselüberwachungsvereine in Italien, deren älteste, die von Mailand und Bologna (Associazioni Utenti Caldaie a Vapere) 1882 gegründet waren, wurden im Jahre 1927 von der faschistischen Regierung in der „Assoziazione Nazionale per il Controllo della Combustione“ zusammengefaßt und gleichzeitig ihr Aufgabenkreis erweitert, indem diese nicht nur die Aufgabe hat: „Unfälle im Betrieb von Dampfkesseln und Druckgefäßen zu verhindern“, sondern auch „die Verbrennung zu überwachen“. Diese letztere Aufgabe wird aber nicht allein auf die Verbrennung beschränkt, sondern umfaßt die gesamte Wärme- und Kraftwirtschaft. Italien führt jährlich für 3 Milliarden Lire Brennstoffe ein. Eine Verbesserung der Verbrennung um nur 10 % (die leicht zu erreichen ist) bedingt schon eine Ersparnis von 300 Mill. Lire. Um die gestellte Aufgabe zu erfüllen, werden folgende Untersuchungen vorgenommen:

1. Prüfung der Lieferungsverträge für die jeweiligen Brennstoffe, der Transport- und Speichermöglichkeiten.

2. wissenschaftliche Untersuchung und Versuche, um die bestmögliche Verbrennung zu erzielen.

3. Ausbildung der Heizer.

4. Prüfung aller Projekte neuer Anlagen in Hinsicht auf Wirtschaftlichkeit.

5. Einführung und Erprobung neuer Verfahren.

Der A.N.N.C.C. steht ein Stab von über 100 Ingenieuren, die auf die einzelnen Unterabteilungen verteilt sind, zur Verfügung, die bei ihren täglichen Besuchen der Fabriken nicht nur die Ueberwachung in bezug auf Sicherheit, sondern auch Ueberwachung der Wärmewirtschaft und Beratung in dieser auszuüben haben.

Die Erfolge dieser Tätigkeit erstrecken sich auf alle möglichen Industrien und ergaben Ersparnisse an Brennstoff, die zwischen, 15 und 50 % schwanken. Erzielt wurden diese durch Veränderung der Feuerführung, Umbau ungeeigneter Roste, Uebergang auf andere Brennstoffe, |157| Aufstellung neuer Kessel, Abwärme- und Abhitzeverwertung in weitestem Maße, wie Rückführung von Kondensat, Verwertung des Abdampfes von Pumpen und Hilfsmaschinen zur Speisewasservorwärmung, Aufstellen von Abhitzekesseln, Ekonimosern, Luftvorwärmern usw.

Großer Wert wird auf die Ausbildung der Heizer gelegt, ebenso auf zweckmäßige Ausstattung der Anlagen mit Meßgeräten zur Betriebs Überwachung.

Speisewasseraufbereitung, Kesselreinigung usw. tragen ebenfalls zur Verbesserung der Wirkungsgrade der Anlagen bei.

Die Heizungs- und Lüftungs- sowie die Kälte erzeugungsanlagen werden untersucht und die Anwendungsmöglichkeiten von Abdampf für die ersteren geprüft.

In den Anlagen mit elektrischem Betrieb werden die Motore usw. auf die zweckmäßigste Größe, Stromverbrauch, ebenso die Leitungen und sonstigen Einrichtungen untersucht.

Zu den weiteren Aufgaben des Vereins gehört auch die, die natürlichen Hilfsquellen des Landes soweit als möglich zur Deckung des Wärme- und Kraftverbrauches heranzuziehen, bzw. neue solche aufzufinden und nutzbar zu machen. Die neuesten Errungenschaften der Wissenschaft und Technik, die neuesten chemisch-physikalischen Verfahren usw. sollen der Industrie zugänglich gemacht und eingeführt werden, um dieser die Möglichkeit zu geben, mit größter Wirtschaftlichkeit arbeiten und produzieren zu können.

Diphenyloxyd zur Luftvorwärmung.1) Die Verwendung von Diphenyloxyd zur Zwischendampfvorwärmung ist bereits bekannt2). Im neuen Breme Bluff Kraftwerk in Charlottesville, Va. das zwei 15000 kW Turbogeneratoren hat, die mit Dampf von 37 at und 400° betrieben werden, wird ein Gemisch von 85 % Diphenyloxyd und 15 % Naphthalin zur Luftvorwärmung verwendet. Diese Mischung geht in geschlossenem Kreislaufe durch einen Erhitzer im Abgaskanal und einen Wärmeaustauscher in der Luftleitung zur Feuerung und den Kohlenstaubmühlen. Der Umlauf wird durch eine kleine Pumpe und durch ein Rohr von 75 mm Durchmesser bewerkstelligt, so daß also die großen Leitungen zu den normalen Lufterhitzern wegfallen. Ein Ausdehnungsgefäß dient zum Ausgleich von Volumänderungen. Erhitzer und Wärmeaustauscher haben Flossenrohre. Abgesehen von der Vereinfachung der Leitungen gestattet diese Anordnung auch weitgehende Beeinflussung der Temperatur der Erst- und Zweitluft durch einfache Regelung des Umlaufes des Gemisches.

Die Kessel sind Einzug-Steilrohrkessel von 72 normaler und 90 t/h maximaler Dampfleistung, je ein Kessel liefert den Dampf für eine Turbine. Im letzten Ausbau soll das Werk auf 150000 kW gebracht werden.

Forschungen über die magnesiahaltigen feuerfesten Stoffe. Die Verwendung der magnesiahaltigen feuerfesten Stoffe hat besonders seit dem Jahre 1880 zugenommen, als man ihre Bedeutung für den Siemens-Martin-Ofenbetrieb erkannte. Der Rohstoff wird durch Magnesit oder Magnesiumkarbonat gebildet und enthält, theoretisch 47,8 % MgO., Magnesit ist selten rein und umfaßt oft Eisen- und Kalziumkarbonate, ferner geringere Mengen von Kieselsäure und Tonerde. Die Ueberführung des Magnesiumkarbonates in Oxyd erfolgt durch Rösten in gasgefeuerten Schachtöfen oder in Drehöfen, während die für die Ofenauskleidung bestimmten Steine von Hand oder auf hydraulischen Pressen geformt werden. Das Trocknen der geformten Steine vor dem eigentlichen Brennen vollzieht sich in heißer Atmosphäre ›aus den Abgasen des Brennofens.

Die Verunreinigungen beeinflussen die Dichte und die Schwindung der Magnesitsteine, und zwar vermindert die Kieselsäure diese Eigenschaften, während das Eisenoxyd dazu neigt, sie zu erhöhen. Bei Proben, die 1 Stunde lang auf den angegebenen Temperaturen aufrecht erhalten wurden, ergaben sich folgende Dichten:

Temperat.: 600° 710° 850° 1000° 1200° 1400° 1500° 1800° 2000°
Dichte: 2,94 3,04 3,22 3,39 3,48 3,52 3,56 3,57 3,55

Die Abnahme der Dichte nach dem Brennen bei über 2000° läßt sich nur durch den Beginn der Schmelzung oder durch die Entstehung von Kohlenstoff- und Stickstoffverbindungen infolge der Reaktionen der Gase im Ofen erklären.

Von den Verunreinigungen wird die Dichte in folgendem Maße beeinflußt:

bei 5 % Tonerde 5 % Kalk 5 % Eisenoxyd 5 % Kieselsäure
Dichte: 3,46 3,51 3,54 3,41

Der Einfluß der Verunreinigungen auf die Erweichung der Magnesitsteine wurde dadurch ermittelt, daß die Proben zunächst bei 1500° gebrannt und darin erneut unter einer Belastung von 2 kg/cm2 erwärmt wurden. Es ergaben sich dabei folgende Temperaturen für den Beginn der Erweichung:

Verunreinigungen Beginn der Erweichung bei
5 % Tonerde 1242°
5 % Kieselsäure und 5 % Kalk 1339
5 % Kieselsäure und 5 % Eisenoxyd 1376
10 % Eisenoxyd 1390
5 % Kieselsäure 1398
5 % Eisenoxyd 1455
2,5 % Eisenoxyd und 7,5 % Kalk 1512
5 % Eisenoxyd und 15 % Kalk 1568
5 % Kalk und 5 % Eisenoxyd 1587

Demnach gilt: die Tonerde vermindert die Feuerfestigkeit der magnesiahaltigen feuerfesten Stoffe; das Eisenoxyd stellt ein ausgezeichnetes Bindemittel dar, doch setzt es ebenfalls bei größeren Anteilen den Erweichungspunkt herunter. Kalk, selbst in geringen Mengen, benachteiligt die Kohäsion der Steine, Kieselsäure ist ein gutes Bindemittel, beeinflußt aber zu sehr den Erweichungspunkt, noch schädlicher ist ein Gemisch von Kieselsäure mit Kalk oder Eisenoxyd, während ein Gemisch von Kalk und Eisenoxyd ein gutes Bindemittel ist und einen hohen Erweichungspunkt bewirkt.

Von Bedeutung in bezug auf das Verhalten der Magnesitsteine ist ihre Brenntemperatur. Reiner Magnesit wurde bei 1410°, 1880° und |158| 2000° gebrannt, wobei sich folgende Erweichungen ergeben, bei einer Belastung von 2 kg/cm2:

Brenntemperatur: 1410°
Erweichen um 0,3 % 1,0 % 1,5 % vollständ. Erweichen
bei 1389° 1405° 1410° 1412°
Brenntemperatur: 1880°
Erweichen um 0,1 % 0,3 % vollständiges Erweichen
bei 1465° 1500° 1505°
Brenntemperatur: 2000°
Erweichen um 1,00 % 1,70 % 3,00 % 4,00 % 5,65 % 6,20 %
bei 1640° 1695° 1752° 1774° 1834° 1860°
Erweichen um 6,85 % 8,00 % 10 %
bei 1884° 1896° 1910°

Die Ausdehnung der Magnesitsteine verläuft bis 1000° ziemlich gleichmäßig, sie wird vom Brennen beeinflußt, das sie leicht, und von der Tonerde, die sie stärker vermindert. Die Kieselsäure wirkt wie die Tonerde, nur in weniger starkem Maße, während Kalk und Eisenoxyd in dieser Hinsicht ohne Einfluß sind.

(Longchambon und Ko-Fuh-Tsiang, Revue de Metallurgie, Bd. 28 (1931), S. 324/29)

Geschweißte Marine-Kessel.1) Für die amerikanische Marine wurden 38 Kessel für vier Kreuzer und ein Flugzeugmutterschiff in Auftrag gegeben.Die Kessel zeichnen sich durch interessante Konstruktionseinzelheiten aus. Es sind Sektionalkessel, bei denen an Stelle der üblichen Kammern senkrecht stehende Trommeln vorgesehen sind, dadurch wird eine beträchtliche Gewichtsersparnis erzielt. Diese Trommeln sind durch gekrümmte Rohre verbunden.2) Die Kessel für die Kreuzer haben je 1013 m2 Heizfläche, bei einem Trommeldurchmesser von 1220 mm und einer Länge von 4115 mm und 33 mm Wandstärke. Diejenigen für das Flugzeugmutterschiff haben 713 m2 bei 3350 mm Länge, 1220 mm Durchmesser und 32 mm Wandstärke. Der Dampfdruck beträgt in beiden Fällen 23 at und die Ueberhitzung 83°.

Die Ausführung der geschweißten Trommeln erfolgt nach den Erfahrungen der Herstellerfirma Babcock & Wilcox3), und wird durch diejenigen ergänzt, die der Dampfkesselausschuß der A. S. M. E. bereits gesammelt hat. Besondere Aufmerksamkeit wird der Prüfung der Schweißnähte zugewandt. In weitgehendem Umfange wird hier von der Röntgenuntersuchung Gebrauch gemacht.

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Power 1931 Bd. 73 S. 963. s. Dingler 1931.

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Il Calore, Rom. 1931 No 7. S. 159.

|157|

Power 1931 Bd. 73 S. 707.

|157|

s. Dingler 1931 S. 69.

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Power 1931 Bd. 73 S. 734.

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s. Wärme 1930 S. 133 ff.

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Wärme 1931 S. 93.

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