7. Juni 1902. Bremsversuche an einer New American-Turbine. Vorwort. Die lebhafte Anpreisung, welche zugunsten der sogenannten »>New American-Turbine ins Werk gesetzt worden ist, in Verbindung mit dem Umstand, dass den gelieferten New American-Turbinen hohe Nutzeffekte nachweisende Prüfungszeugnisse der bekannten amerikanischen Turbinen-Prüfungsanstalt in Holyoke beigegeben wurden, hat die auf dem Gebiete des Turbinenbaues rühmlichst bekannte Maschinenfabrik von Briegleb Hansen & Co. in Gotha veranlasst, eine solche Turbine in Amerika zu kaufen, in Holyoke prüfen und von Hrn. Geh. Baurat Professor Pfarr in Darmstadt in der mit den besten Mitteln der Messkunst ausgerüsteten hydraulischen Prüfungsanstalt der genannten Firma nachprüfen zu lassen. Der im Folgenden wiedergegebene Prüfungsbericht des Hrn. Pfarr zeigt, dass die Leistung dieser Turbine thatsächlich recht erheblich geringer ist, als in dem amerikanischen Prüfungszeugnis angegeben, und dass sie sowohl bei voller als auch namentlich bei Teilbeaufschlagung weit hinter den Leistungen der von angesehenen deutschen Fabriken gelieferten Turbinen zurückbleibt. Da man annehmen muss, dass die Messungen in Holyoke mit Gewissenhaftigkeit ausgeführt worden sind, so kann der Unterschied in den Prüfungsergebnissen nur in der Art und Weise liegen, wie die Wassermengen berechnet worden sind. Hierüber enthält aber das amerikanische Prüfungszeugnis keinerlei Angaben. Wie dem aber auch sei, soviel steht fest, dass, wenn die in Deutschland übliche, auf streng wissenschaftlichen Grundlagen und aufserordentlich zahlreichen Versuchen beruhende Berechnungsweise zu geringeren Nutzeffekten führt als die in Holyoke übliche, dann die deutschen Turbinen auch mehr leisten als die inrede stehende amerikanische, weil die an deutschen Turbinen aufgrund der bei uns üblichen Berechnungsweise ermittelten Nutzeffekte ganz erheblich höher sind. Aehnliche Abweichungen von den Angaben der amerikanischen Turbinenbauer über Nutzeffekte sind, wie der Inhaber der Firma Briegleb Hansen & Co., Hr. Geh. Kommerzienrat Hansen, mitteilt, zu ungunsten der amerikanischen Turbinen von seiner Firma auch an der sogenannten Herkules- und der Samson-Turbine festgestellt worden; dagegen haben sich die Angaben der Peltonrad-Compagnie als richtig erwiesen. Bericht über die Bremsversuche. Zufolge Aufforderung der oben genannten Firma hat der Unterzeichnete am 23. und 24. April 1901 in deren Versuchs anstalt zu Sundhausen bei Gotha eine daselbst montirte New American-Turbine von 16" 406 mm Laufraddurchmesser unter etwa 2 m Gefälle gebremst und durch Wassermessung mittels Ueberfalls die Nutzeffekte bei verschiedenen Ocffnungen und Umlaufzahlen bestimmt, wie im Folgenden berichtet werden soll. Die Turbine. Die gebremste New American-Turbine ist eine Radialturbine mit achsialem Wasseraustritt, die Radschaufeln sind in der bekannten löffelartigen Form ausgeführt; sie ist mit Pockholzzapfen, ganz kurzer Welle und Kupplung und mit kurzem konischem Saugrohr von 670 mm unterstem Durchmesser ausgestattet. Die Einstellung auf verschiedenen Wasserverbrauch erfolgt durch gleichzeitiges Schwenken der linken Seitenwände sämtlicher Leitkanäle, wie dies die Figuren 1 und 2 zeigen. Die senkrechte kurze Regulirwelle kann durch eine Stellschraube gegen Drehung gesichert werden. Die Turbine war für ein Gefälle von 7 Fufs engl. 2,135 m und einen Wasserverbrauch von 360 ltr/sk bestellt, wofür von den Lieferern eine Umlaufzahl von 213 i. d. Min. angegeben war. S. 1062 abgebildet und mit a a bezeichnet ist. Sie war auf dem Boden des Schachtes montirt. Der Abstand des 670 mm weiten Saugrohrendes von der Unterwassersohle betrug 690 mm. Im Untergraben befand sich eine Stauschütze, welche dem jeweiligen Wasserverbrauch der Turbine entsprechend derart eingestellt wurde, dass das Saugrohr durchschnittlich etwa 100 mm tief tauchte. Die Abflussverhältnisse waren mithin in gehöriger Weise geregelt. Zum Wassermessen wurde die im genannten Bericht näher beschriebene Ueberfalleinrichtung benutzt, wobei auch die schräg aufwärts leitende Jalousiewand in Benutzung war. Die Ueberfallbreite betrug 1,0755 m. Die kurze senkrechte Turbinenwelle musste natürlich bis über den Oberwasserspiegel verlängert werden. Sie war dort gut gelagert, und unterhalb des Halslagers safs die Bremsscheibe von 340 mm Dmr. und 150 mm Breite, ganz umfasst von zwei Bremsbacken, mit deren einem der Bremshebel verschraubt war. Die eine der beiden Anpressschrauben für die Backen diente, durch Universalgelenk mit Stange und Handgriff verlängert, zum Regeln der Geschwindigkeit. Eine BeFig. 1. Fig. 2. einflussung des Spieles des Bremshebel durch diese Einrichtung war bei sachgemäfser Handhabung ausgeschlossen. Vom Ende des wagerecht schwingenden Bremshebels lief ein dünner Draht über eine Rolle von grofsem Durchmesser mit sehr dünnen Drehzapfen; er trug an seinem kurzen senkrechten Ende eine Wagschale von genau 2 kg Gewicht. Der Abstand zwischen Wellenmitte und dem wagerechten Teil des Drahtes (Länge des Bremshebelarmes) betrug 1,5815 m. Damit auch für Versuche mit Teilbeaufschlagung der Turbine genaue Anhaltpunkte vorhanden waren, wurde der Drehungsweg des Regulirsegments, Fig. 2, an dessen Nabe genau angerissen und in 10 gleiche Teile geteilt. Wenn die Regulirung, vom ganz geschlossenen Zustand anfangend, aufgedreht wird, bis beispielsweise der Teilstrich 0,2 erreicht ist, so findet sich im Folgenden diese Stellung der Regulirung als »>0,2 Oeffnung« bezeichnet, usw.; aber weder auf die verhältnismäfsige Gröfse der Leitschaufelöffnung noch auf eine solche der Wassermenge gestattet diese Bezeichnung irgend einen genauen Schluss. diente ein vier Zur Ermittlung der Umlaufzahlen stelliger Umlaufzähler, der auf sehr einfache Weise mechanisch ein und ausgeschaltet werden konnte. Um etwaige, durch nicht ganz pünktliches Ein- oder Ausschalten verursachte kleine Fehler unschädlich zu machen, wurde stets zwei volle Minuten lang gezählt. Genau eingemessene Schwimmerpegel dienten für Messungen von Ober- und Unterwasserstand. Sämtliche Wasserbeobachtungen an Ueberfall, Ober- und deutscher Ingenieure. Jede Oeffnung wurde mit verschiedenen Bremsbelastungen und zugehörigen Geschwindigkeiten untersucht, um auf diese Weise die jeder Oeffnung entsprechende beste Um drehungszahl zu ermitteln. Man beobachtete fast durchgängig die Umlaufzahlen und Wassermengen jeder Bremsbelastung zu je drei malen 2 Minuten lang, wobei jede solche Einzelbeobachtung von 2 Minuten Dauer als selbständiger Versuch in laufender Nummer vermerkt wurde. Bei der Zusammenstellung der Ergebnisse sind die Durchschnitte der wegen gleicher Bremslast zusammengehörigen Einzelversuche unter gemeinschaftlicher Bezeichnung, beispielsweise Nr. 87/89, aufgeführt. Fig. 4. 80 90 200 10 20 30 40 50 60 70 80 90 300 10 20 Umlaufzahlen 160 70 80 90 200 10 20 30 40 50 260 7. Juni 1902. Pfarr: Bremsversuche an einer New American-Turbine. für jede einzelne Versuchsgruppe auf das Normalgefälle von 1,95 m umgerechnet, um auf genau gleiche Grundlage zu kommen. Diese umgerechneten, vergleichsfähigen Werte sind in der Tabelle I aufgeführt. Bei der Bremsbelastung P ist stets das Gewicht der Wagschale mit 2 kg schon mit eingerechnet; bei Belastungen unter 2 kg waren die Gewichte unter Wegfall der Wagschale unmittelbar an den Zugdraht angehängt. Tabelle I. Stelle, nämlich über Wasser, nutzbar zur Hand zu haben; das Gewicht des Bremszaumes entspricht ungefähr demjenigen eines passenden Kegelrades oder einer Riemenscheibe, sodass die durch Wellenstücke und Bremsscheibe veranlasste Zapfenreibung der Turbine nicht besonders gutgeschrieben werden darf. Das Gewicht der in Sundhausen verwendeten Teile: Welle und Bremsscheibe, betrug 195,5 kg. Es ist lehrreich, den Verlauf der Nutzeffekte, Bremsleistungen usw. zu verfolgen, wenn sie nach Wassermengen geordnet sind, und zwar kommt hier in erster Linie die normale Umlaufzahl von 203,63, wie sie 1,95 m Gefälle entspricht, inbe Fig. 6. deutscher Ingenieure. tracht. Fig. 6 enthält, dieser Umlaufzahl entsprechend, die Werte von Bremsgewicht, Bremsleistung N1, Nutzeffekt & und zugehöriger Leitradöffnung, nach Wassermengen geordnet. In den Kurven sind durch Doppelkreise diejenigen Werte von Nutzeffekt usw. bezeichnet, welche Zehntelbruchteilen der Wassermenge (nicht Zehnteln der Leitschaufelöffnung) entsprechen. Daraus ist ersichtlich, dass der ohnehin nicht hohe Nutzeffekt bei Beaufschlagungen unter 0,8 sehr rasch sinkt. Der Betrag der Nutzeffektziffer, welcher auch bei voller Beaufschlagung nicht 72 vH erreicht, muss als durchaus minderwertig bezeichnet werden. Mafsstäbe der Ordinatenteilung für P: 12 kg N1: 10,2 PS 1: 12 VH Leitradöffng: 10,2 Oeffnung. Fig. 7. |