Text-Bild-Ansicht Band 316

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Tabelle I bezw. II. Aber auch den Expansionskoeffizienten λc wird man am besten der betreffenden Tabelle entnehmen. Hiermit erhält man die Kompressionsarbeit nach Gleichung 8

. . . . . . 17)

Die wirkliche indizierte Arbeit eines Schubes ist demnach der Rest, welcher verbleibt, wenn man vom Ausdrucke Gleichung 10 die Ausdrücke Gleichung 11, 15 und 17 abzieht.

Mit Rücksicht auf V2 = (1 + v) V erhält man die indizierte Arbeit eines Schubes

Der Faktor neben V ist die Nutzspannung pn, sie ist

18)

Bezeichnet Fcm2 die nützliche Kolbenfläche, hm den Hub, n die minutlichen Umdrehungen, cm die mittlere Kolbengeschwindigkeit und Ni die indizierten Pferdekräfte der Maschine, dann ist

oder, weil

. . . . . . 19)

Statt der Kolbenfläche kann man auch schreiben

worin D der Kolben und d der Stangendurchmesser, beide in Centimeter, ist. Damit wird

,

woraus der Kolbendurchmesser

. . . . 20)

III. Der Dampfverbrauch der Eincylindermaschine.

Unsere Formeln liefern den Dampf verbrauch, welcher sich bei längerem Betriebe aber sorgfältiger Instandhaltung der Maschine herausstellt, und etwa auch verbürgt werden kann. Bei ganz neuen, jedoch schon eingelaufenen Maschinen wird derselbe um 1 bis 2 vom Hundert kleiner, bei weniger sorgfältig gewarteten Maschinen aber auch um 2 bis 5 % grösser sein. Der relative Dampfverbrauch hängt hauptsächlich vom wahren Füllungsverhältnis und davon ab, ob die Maschine mit Dampfmantel versehen ist oder nicht. Von geringerem Einflüsse ist die Kolbengeschwindigkeit und die Kompression.

Würde vom vorhergehenden Schübe kein Dampf im schädlichen Raume verbleiben, dann müsste das Volumen

φV 2 = φ i V + vV

mit frischem Dampfe gefüllt werden. Weil aber in Wirklichkeit eine bestimmte Menge komprimiert im schädlichen Raume enthalten ist, muss ein etwas geringeres Volumen wirklich angefüllt werden.

Es bezeichne s1 bezw. sc das Volumen 1 kg Dampfes von der Spannung p1 bezw. pc. Unter Ausserachtlassung des Wassergehaltes des im schädlichen Raume enthaltenen Dampfes ist dessen Gewicht nach der Kompression

.

Dieses Gewicht erfüllt aber unter der Spannung p1 nur das Volumen

weshalb noch das Volumen

des schädlichen Raumes mit frischem Dampfe gefüllt werden muss. Es ist aber bekanntlich

oder annähernd

somit ist

.

Mit Rücksicht hierauf ist das Volumen, welches bei jedem Schübe mit frischem Dampfe gefüllt wird, nicht wie oben φV2 = φrV + vV, sondern nur

.

Hierin kann für φr + v = (1 + v) φ gesetzt werden und dann ist das zu erfüllende Volumen

.

Bekanntlich wird während des Volldruckes ein bedeutender Teil des einströmenden Dampfes an den kälteren Cylinderwänden kondensiert. Wenn x den Dampfgehalt am Ende des reduzierten Volldruckes bedeutet, dann ist nach den Berechnungen der mir zu Gebote gestandenen Versuche

a) bei Maschinen mit Dampfmantel:

x = 0,83 – 0,3 (1 – φ)2 . . . . 21a)

b) bei Maschinen ohne Dampfmantel:

x = 0,82 – 0,46 (1 – φ)2. . . 21b)

Aus diesem Ausdrucke ist zu ersehen, dass bei gleichem Füllungsverhältnis die Kondensation während des Volldruckes bei der Maschine mit Dampfmantel geringer ist als bei jener ohne Dampfmantel. Dieser Umstand erklärt den Nutzen des Dampfmantels.

1 kg der Mischung von Dampf und Wasser, welche den Cylinder während der Volldruckperiode erfüllt, besteht demnach aus x kg Dampf und (1 – x) kg Wasser. Das Volumen des letzteren ist 0,001 (1 – x) m3, welches gegen das Volumen des Dampfes xs1 ohne weiteres vernachlässigt werden kann.

Um das per Schub nötige Dampfgewicht zu erhalten, müssen wir das zu füllende Volumen durch xs1 dividieren oder mit

multiplizieren. Da aber
das spezifische Gewicht des Dampfes von der Spannung p1 ist, hat man mit
zu multiplizieren und erhält das Gewicht

Der Voraussetzung gemäss macht die Maschine in der Minute n Umdrehungen oder 2n einfache Hube. Sie verbraucht deshalb stündlich das Dampfgewicht

.

Dividiert man dieses Gewicht durch die entwickelten indizierten Pferdekräfte (Gleichung 19), dann erhält man den Dampfverbrauch der Maschine für eine stündliche Pferdekraft.

Im obigen Ausdruck ist V in m3 einzusetzen, wir haben deshalb

und erhalten, da 2nh = 60 c ist, das Gewicht g

d. i.

. . 22)