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stein unter allen Umständen ein Feind des Kesselbetriebes und seine Ablagerung stets nachtheilig für den Kessel wie für den Kohlenverbrauch; die Nachtheile desselben werden aber um so größer, in je dickeren Schichten er sich ablagert, indem derselbe einerseits als schlechter Wärmeleiter die Wärme schwer durchläßt und daher die Dampfbildung verzögert, andererseits aber die directe Berührung des Kesselbleches mit dem Wasser, folglich auch dessen innerliche Abkühlung verhindert, und das erstere durch die äußere heftige Feuerung bis zum Glühen erhigt, in sprödes, leicht brüchiges Schwefeleisen verwandelt wird.

Troß der Nachtheile, welche mit der Incrustation eines Kessels durch Wasser- oder Kesselstein verbunden sind, muß doch nochmals bemerkt werden, daß der eigentliche Kesselstein, welcher in einer nahezu gleichförmig dicken Kruste die Kesselwände innerlich deckt, bei weitem nicht so nachtheilig auf die Erhaltung des Kessels und den Kohlenconsum wirft und so häufige Veranlassung zu Kesselreparaturen bietet, als der poröse Schlamm, welcher sich mitunter in mächtigen Schichten über den Feuerplatten ansammelt und nun schichtenweise vom Wasser durchzogen wird.

Ebenso verderblich wie der Schlamm, welcher bekanntlich ein noch schlechterer Wärmeleiter als der Keffelstein ist, ist die Anhäufung von abgesprungenen, übereinander gelagerten Kesselsteinstücken.

Das einfachste und bis zur Stunde verläßlichste Mittel gegen die oben bezeichneten Nachtheile, welche ihren Grund in den verschiedenen Speisewässern und im Kesselbetriebe überhaupt haben, sind die durch Erfahrung und vielseitige Versuche erprobten Popper'schen Patentkesseleinlagen. Indem ich dabei auf meine Abhandlung über diesen Gegenstand in Bd. XIII, S. 423, verweise, sei es mir gestattet, die Resultate der angestellten Versuche vor Allem kurz zusammenzufassen und hierauf die Beschreibung der Ergebnisse, als Bestätigung meiner Behauptung, folgen zu lassen.

Die wichtigste Leistung der bezeichneten Einlagen ist die, daß sie die Kesselplatten von Schlammanhäufungen und Kesselsteinabfällen, deren vorhin Erwähnung geschah, und auch ohne unser Hinzuthun, d. i. nicht durch etwaige Fahrlässigkeit beim Pußen des Kessels, im Innern desselben sich von selbst während des Betriebes bilden, vollständig befreien und somit den Kessel von Schäden ferner halten, denen bisher nicht begegnet werden konnte. Hr. Popper garantirt daher auch, daß bei Anwendung seiner Kesseleinlagen alle aus den besagten Ursachen entstandenen Kesselreparaturen, welche mitunter nicht nur große Auslagen verursachten, sondern auch häufig höchst unwillkommene Betriebsstörungen herbeiführten, vollkommen beseitigt werden.

Die natürliche Folge davon ist eine mögliche längere Gangdauer, als bei Nichtbenuzung der Einlagen, Schonung des Kessels auch insofern, als ein selteneres Ausstemmen und Losmeißeln des Kesselsteines nothwendig wird, und eine Ersparung an Brennmaterial.

Ein zweiter Vortheil der Keffeleinlagen ist eine wesentliche Verminderung (je nach den verwendeten Speisewässern eine nahezu vollkommene Beseitigung) des Kesselsteines in der ganzen Kesselausdehnung, namentlich aber über den der directen Flamme ausgesezten Platten.

Nebenbei sei bemerkt, daß die Keffeleinlagen die Fortbenugung gewohnter Mittel gegen Kesselsteinbildung, z. B. chemischer Compositionen, Kartoffeln, Lohe, Melafse 2c. keinesweges ausschließen, denn gerade in diesem Falle werden die Einlagen nur noch nothwendiger, indem jede Verminderung des Kesselsteines eine Vermehrung des Schlammes nach sich zieht und gerade die Beseitigung dieses leßteren, welche durch den Gebrauch der Einlagen vollständig bewirkt wird, für die gute Instandhaltung des Keffels von großer Wichtigkeit ist.

Die heftige und äußerst lebhafte Waffercirculation läßt nämlich weder den Schlamm, noch die sich loslösenden abspringenden Kesselsteinstückchen im Kessel zurück, sondern reißt diese mit sich fort und seßt sie im Innern des Apparates, wo deren Anhäufung ganz unschädlich ist, ab.

Daß mit der durch die Einlagen bewirkten sehr leb haften Wasserströmung einerseits und durch die gänzliche Entfernung des Schlammes, sowie durch die stets beträchtliche Verminderung des Kesselsteines andererseits auch eine entsprechende Ersparung an Brennstoff im engsten Zusammenhange steht, bedarf nicht erst besonders betont zu werden; hinzugefügt sei nur, daß auch durch die Wassercirculation zwischen dem Apparate und den Kesselwandungen, wie sich durch mathematische Deduction leicht nachweisen läßt, eine Kohlenersparniß ermöglicht wird, indem durch das seitliche Anheben des Kesselwassers gleichsam eine Vergrößerung der Heizfläche repräsentirt.

Vortheilhaft sind die Kesseleinlagen auch deswegen zu nennen, weil ein Glühendwerden der Kesselbleche selbst bei tiefgesunkenem Wasserstande, sowie das Eintreten eines Siedeverzuges, wegen der ununterbrochen fortdauernden Circulation des Wassers, nicht vorkommen können, daher auch durch die Benugung der Einlagen diesen Anlässen zu Kesselerplosionen nachhaltig vorgebeugt wird.

Endlich ist noch die bekannte Thatsache hervorzuheben, daß der Dampf stets Waffer mit sich reißt und daß, wenn dieses Wasser schlammhaltig ist, sich die Dampfleitungen nachh und nach verengen, der Dampffolben an den Cylinderwänden schleift, die Ventile und Hähne sich verlegen, das Wasserstandsglas häufig seine Dienste versagt u. s. w., und daß es daher in allen diesen Fällen, sowie auch dort, wo mit Dampf gefocht wird, wie z. B. in Zuckerfabriken, Spiritusbrennereien, Färbereien u. dergl. sehr wichtig sei, reines schlammfreies Wasser durch condensirte Dämpfe zu erhalten.

Indem nun durch Anwendung der Kesseleinlagen dieses vollständig erreicht wird, und wie die neueren Versuche bethätigen, auch weniger Wasser als sonst mitgerissen wird, der Dampf selbst also trockener bleibt als ohne Einlagen, so kann auch dieses festgestellte Resultat mit unter die Vortheile der Kesseleinlagen gereihet werden.

Dieses durch Versuche sicher gestellte Ergebniß widerlegt somit die in meiner oben angeführten Abhandlung ausgesprochene Muthmaßung, daß in Folge der lebhaften Wassercirculation möglicherweise vom Dampfe viel Wasser mitgerissen werden dürfte. Daß der Dampf trockener seinem Bestimmungsorte zugeführt wird, dürfte dem Umstande zuzuschreiben sein, daß in dem Haupttheile der Wassermasse (im muldenförmigen Theile der Einlage) kein Schäumen und kein Blasenwerfen stattfindet.

1870

Zeitskrift der Vereines deutscher invenieure

R. R. Werner: Theorie der Dampfkessel mit Gegenströmung.

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Blatt 3

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K. Teichmann:
Theoretisches über
Tauschiffahrt.

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Hiermit wären die Hauptvortheile des Popper'schen Anti-Incrustators" in Kürze sfizzirt; erwähnt sei nur noch, daß das Einbringen von Flußschotter in das Innere des Apparates in Folge kleiner Verbesserungen an demselben als überflüssig sich herausstellte, und daß Drahtgeflechte nur dort noch in Verwendung kommen, wo viel Schlamm suspendirt bliebe. Auch der Umstand erhöht die Vereinfachung der Behandlung eines mit Einlagen versehenen Kessels, daß diese beim Reinigen desselben nicht mehr oder doch nur theilweise aus dem Kessel herausgenommen werden müssen.

Je nach der Kesselconstruction und der Beschaffenheit der Speisewässer erwies sich auch als sehr zweckdienlich, die Stüßen (Circulationsröhren) über den Feuerplatten statt wie bisher freisrund, mitunter länglich rechteckig zu formen, je

doch von gleicher Querschnittsfläche wie die übrigen herzustellen.

Obwol man, sobald von Kesselsteinapparaten gesprochen wird, gern an eine gänzliche Beseitigung des Kesselsteines denkt, wenn auch sogleich über die Möglichkeit der vollständigen Lösung dieses Problems gegründete Zweifel aufkeimen, so glauben wir denn doch berechtigt zu sein behaupten zu können, daß es schwer gelingen dürfte, eine Vorrichtung, sei sie mechanischer oder chemischer Natur, zu ersinnen, welche es möglich machte, eine vollkommen blanke Oberfläche der Kesselbleche nach mehrwöchentlichem Gange zu erzielen.

Es kann sich daher stets nur darum handeln, die Mittel anzugeben, welche den Kesselbetrieb von den „Calamitäten durch Kesselstein 2c." befreien. (Schluß folgt.)

Theoretisches über Tauschifffahrt.

Vom Professor K. Teichmann.
(Hierzu Figur 4 bis 7, Blatt 3.)

Der Aufsag über „Tauschifffahrt" im legten Decemberheft (S. 737) dieser Zeitschrift wird nicht verfehlen, durch das werthvolle Material von Thatsachen, welches er bietet, das allgemeine Interesse auf diesen wichtigen Gegenstand zu lenken; es werden deshalb einige theoretische Bemerkungen darüber wol am Plage sein. Das Resultat derselben weicht von dem auf S. 740 bis 742 des erwähnten Aufsages entwickelten deswegen ab, weil dort die Spannung und das Gewicht des ablaufenden Seilstückes vernachlässigt wurde, was nur bei kleinen Wassertiefen zulässig ist. Die Abweichung betrifft namentlich die relative Leistungsfähigkeit des Tauschiffes gegenüber dem Rad- oder Schraubendampfer und die Abhängigkeit derselben von der Wassertiefe und dem Gewicht des Taues.

Um die Verhältnisse einfach darzulegen, sehe ich zunächst von allen Leitrollen ab, und stelle mir unter Fig. 4, Blatt 3, einen Tauschlepper vor, dessen Scheibe oder Trommel A von einer Dampfmaschine in der Richtung des Pfeiles umgetrieben wird. Das vollkommen biegsame Tau (Kette oder Drahtseil) sei auf irgend eine Weise am Gleiten um die Scheibe verhindert und laufe hinten schlaff, d. h. nur durch sein Gewicht gespannt, von derselben ab.

W sei der Widerstand des Schleppzuges, einschließlich des Tauschiffes;

Q die horizontale Spannung des Taues im Punkte B, wo sich dasselbe tangential vom Böden abhebt;

T die Spannung an der Auflaufstelle bei A;

h die Höhe derselben über dem Flußbett;

p das Eigengewicht des Taues pro laufenden Meter im Wasser;

P der auf den Umfang der Seilscheibe reducirte Dampfdruck, abzüglich der inneren Widerstände der Maschine;

I die Länge des vor dem Schiffe gehobenen Taues. Da auf das Schiff keine anderen horizontalen Kräfte einwirken, als der Zugwiderstand W und die horizontale Seil

XIV.

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(5)

(6).

Für gewöhnliche Verhältnisse, d. h. kleine Wassertiefen, ist h flein gegen Q oder ; vernachlässigt man das zweite Glied unter dem Wurzelzeichen, so folgt aus Gl. (5) oder (6): die gehobene Länge ist nahezu umgekehrt proportional der Quadratwurzel aus dem Gewicht des Taues.

Auf den Umfang der Seilscheibe wirkt, Fig. 8,
der Bewegung entgegen die Spannung T,
in der Bewegungsrichtung die Maschinenkraft P,
in der Bewegungsrichtung das Gewicht des ablau-
fenden Taues ph,

die Gewichte der Stücke FA und FG heben sich auf,
das Drehungsmoment des gebogenen Stückes GH ist

gleich dem eines senkrechten, geraden Stückes von derselben Höhe am Hebelsarm gleich dem Rollenhalbmesser. Die Bedingung für den gleichförmigen Beharrungszustand der Rolle ist:

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Die von der Dampfmaschine auf den Umfang der Rolle auszuübende Kraft ist gleich dem Widerstande des Zuges.

Ein Effectverlust wegen der schief abwärts ge= richteten Tauspannung findet nicht Statt.

Der Effect ist unabhängig von der Wassertiefe und dem Gewicht des Taues.

Dieses Resultat war zu erwarten, indem eine Hebung des Taues im Ganzen nicht stattfindet und ein etwaiger Effectverlust doch irgend eine Wirkung haben müßte. Es fällt das mit ein auch von den Erfindern der Seilschifffahrt betonter Vorzug des Drahtseiles vor der Kette dahin; dafür ist das Verhältniß des Taues überhaupt zu Ruderrad und Schraube ein günstigeres, als man bisher glaubte. Wir werden unten auf dieses Verhältniß zurückkommen; vorher haben wir einiger vernachlässigten Umstände zu gedenken, welche nicht alle ohne Einfluß sind:

1) Die Seilsteifigkeit oder Kettenreibung ist mit 5 pCt. des übertragenen Effectes gewiß reichlich gerechnet. Ihr gegenüber steht beim Raddampfer der Effectverlust durch Wasserzichen und schiefe Schaufelstellung, der gewiß ebenso groß und

in dem durch Zurückweichen des Wassers verursachten Verlust, dem französischen Recul, nicht enthalten ist.

2) Die Adhäsion des Taues am Flußbett bewirkt, daß die Tangente am unteren Ende nicht mehr horizontal ist und führt dadurch einen Fehler in unsere Rechnung ein. Wenn sich das Tau nach einer Ueberschwemmung in Sand und Kies vergraben hat, so kann hierdurch eine beträchtliche Spannungszunahme eintreten. Bei regelmäßigem Betrieb ist der Effectverlust unbedeutend.

3) Beim Ausweichen, beim Befahren von Curven u. s. w. wird die Tauspannung in horizontalem Sinne schief und bewirkt dadurch einen Verlust

P (1-cosy),

wenn den Winkel bezeichnet, den das Tau mit der Bewegungsrichtung des Schiffes macht. Der Mehraufwand von Effect wird auf vermehrte Wasserbewegung durch das Steuer verwendet. Dieser Verlust findet beim Leinzug beständig, beim Tauschiff nur zeitweise, beim Raddampfer noch seltener Statt.

4) Der Stoß des bewegten Wassers gegen das schwebende Taustück bewirkt eine Abweichung von der Kettenlinie, welche bei dem auflaufenden Taustück ungünstig, beim ablaufenden günstig wirkt. Im Ganzen wird ein Verlust stattfinden, welcher sich gleich schäßen läßt einer Vergrößerung des eingetauchten Schiffsquerschnittes (Hauptspants) um die Projection des Taues auf die Querschnittsebene. Bei sehr großen Wassertiefen und Geschwindigkeiten kann dieser Verlust beträchtlich werden.

5) Die Hinterspannung wurde gleich Null, das Tau schlaff vorausgesezt. Ist eine Hinterspannung vorhanden, so wirkt dieselbe treibend, Q wird um so viel größer, P bleibt gleich W. Auf den Kraftbedarf ist die Hinterspannung ohne Einfluß, wohl aber auf die Festigkeit des Taues.

6) Der vom Schiff zurückgelegte Weg wurde gleich der Seillänge angenommen; in Wirklichkeit ist leztere etwas größer, aber gewiß nicht um 4 pCt., wie Bucquet angiebt („Annuaire de 1869 de la Société des anciens Elèves des Ecoles imperiales d'Arts et Métiers"). veranlaßt diese Zugabe von Seillänge (Mou) cinen nahe ebenso großen Effectverlust.

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7) Der Einfluß der Leitrollen wurde vernachlässigt und kann vernachlässigt werden, nur die Reibung derselben fann in Betracht kommen, ist aber in den 5 pCt. unter 1) schon enthalten.

8) Der schief abwärts gerichtete Zug des Taues belastet das Schiff und zwar genau so stark, wie wenn dasselbe ein Gewicht gleich dem des wirklich gehobenen Taustückes an Bord hätte. Dadurch werden die Tauchung und der Schiffswiderstand ein klein wenig vergrößert. Ist die Hinterspannung Null und l' die Länge des an Bord befindlichen Taues, so ist diese Mehrbelastung

L = pl+ph+ pl' (8), am meisten Einfluß hat das erste Glied; segen wir zur Vergleichung vom Tau und Kette annähernd

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