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Wenn außer der Schwerkraft auf den Strom eine zweite Potentialkraft einwirkt, die die Spannung in der Stromröhre um die von Punkt zu Punkt veränderliche Größe 4p erhöht, so erweitert sich die Energiegleichung auf

u2 2 g

Ap +z+ +q (x, y, z) + γ

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konst.

(2', worin x, y, z die Koordinaten der Stromrohrpunkte in einem Koordinatennetz bedeuten, dessen Anfangspunkt man sich etwa passend im Punkte der höchsten 4p-Spannung im abgelenkten Strome gewählt denken kann, und 4 (x, y, z) den Teil der Energie ausdrückt, den die Gewichteinheit der Flüssigkeit infolge ihrer Lage im Kraftfelde hat.

Es soll für die erste Annäherung die übliche Voraussetzung der Parallelströmung des freien Flüssigkeitstrahles im Krümmer, also einer geschichteten Lagerung der Stromkanäle ohne jede gegenseitige Verschiebung, beibehalten werden. In einem solchen, sonst beliebigen Stromkanal, Abb. 1, wachsen die Drücke von po irgendwie auf p, an

Abb. 1.

Parallelströmung des freien Flüssigkeitstrahles.

Flüssigkeitsmasse AB befindet sich im Gleichgewicht, sie ist. daher auf die Bewegung der Querschnitte A und B ohne Einfluß und kann demnach weggenommen gedacht werden. In diesem Falle wirken aber die Normalkräfte + P und -- P unmittelbar aufeinander und geben keine resultierende Beschleunigungskraft in der Bewegungsrichtung, mithin muß u entlang der ganzen Stromröhre unverändert bleiben. Mit u = konst. müssen aber die voneinander unabhängigen Werte der potentiellen Energien der Gleichung (2) konst. und und (x, y, z) +

2+

p Y

sein.

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konst.

Die letzte Gleichung besagt, daß bei Voraussetzung einer Parallelströmung die durch die Ablenkung (durch Fliehkräfte) erzeugten Druckerhöhungen die potentielle Energie nicht erhöhen und daß somit die Flüssigkeitselemente von Stellen niederen Druckes in Stellen höheren Druckes und umgekehrt, unbeschadet ihrer Geschwindigkeiten, durchdringen und daher die Stromkanalquerschnitte unverändert bleiben.

Die Stromlinien trachten jedoch infolge ihrer Trägheit in möglichst langgestreckten Kurven abgelenkt zu werden, sie werden sich also nicht aneinanderreihen, sondern einander verdrängend und im Raume durchkreuzend irgend eine zusammengesetzte, geflechtartige Strömung verfolgen. Um uns über diese Strömungserscheinungen Rechenschaft zu geben, nehmen wir an, ein Stromkanal A1'A2', Abb. 2, durchkreuze von innen nach außen den Strahl, den wir uns vorläufig wieder aus parallel strömenden Elementen

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Abb. 2.

Pumpenartige und turbinenartige Stromkanäle im Flüssigkeitsstrahl.

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4. Januar 1913.

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Reibungswiderstand. An einem Ende des Hebels ist der Stiel der Meßkugel drehbar und in der Höhenrichtung einstellbar gefaßt, während das andre Ende des Hebels sich an die Indikatorfeder stützt und die Momente der an der Kugel angreifenden, der Richtung nach mit den Strömrichtungen zusammenfallenden Kräfte auf diese Feder überträgt. Während der Verschiebung des Schlittens, die durch eine nachträglich angebrachte (in Abb. 4 ersichtliche) Schraube mit Handkurbel geschieht, zeichnet also der Indikator in einer der wagerechten Schlittenführung zwar nicht ganz genau (wegen der veränderlichen Federungen der Indikatorfeder), aber mit genügender Annäherung parallelen Linie quer durch den Strom die tangentialen Komponenten der Meßkugelwiderstände auf. Kugelwiderstand-Diagramme (Kugeldurchmesser 15 mm) sind in vier Querschnitten, s. Abb. 7, und zwar in jedem Querschnitt in wagerechten Ebenen in h = 13, 19, 25, 31, 37 mm Höhe über der unteren Kanalwandebene aufgenommen worden, Abb. 9 bis 12. Der innerste Querschnitt, bis zu welchem der Kugelhalter einzudringen gestattet, liegt rd. 27° vom Ausflußquerschnitt I. Die Aufnahme eines Diagrammes dauerte durchschnittlich 20 sk. Die bei Hin- und Hergang des Schlittens gezeichneten Diagrammlinien fallen gut zusammen, und die zu verschiedenen Zeiten genommenen Diagramme sind einander ebenfalls fast vollkommen gleich. Eine Ver

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deutscher Ingenieure.

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Abb. 15.
Meßvorrichtung.

der Kugel ein wei-
Ber Streifen sichtbar,
Abb. 13, der aber
plötzlich verschwin-
det, sobald die Ku-
gel in die kompakte
Strahlmasse gelangt,
Abb. 14. Das Ver-
schwinden des wei-
Ben Streifens, also
das Schließen der
Stromlinien hinter
der Kugel, fällt mit
dem plötzlichen Ab-
fall der Kurve zu-
sammen. Bei Aus-
wertung unserer Dia-
gramme haben wir
diese wie auch die
Teile der Linien, die
der Indikator nicht

gezeichnet hat (die Verlängerungen bis zur äußeren Querschnittskante), nach Gefühl richtig zu stellen getrachtet.

Da die Diagramme die auf den Querschnitten senkrechten Komponenten der Meßkugelwiderstände zeigen, war zur Bestimmung der resultierenden Widerstände noch nötig, die Geschwindigkeitsrichtungen zu bestimmen, was mit Hülfe der Fahnen geschehen ist. Eine Fahne, die um eine lotrechte Achse drehbar war, wurde benutzt, um Winkel in ihren wagerechten Projektionen (« in Abb. 15) zu messen. Die Meßvorrichtung konnte mit einer kleinen Umänderung zum Aufzeichnen dieser Winkel verwendet werden. An dem Schlittenarm wurde ein Winkel für die Lagerung des Fahnenstieles angeschraubt, und mittels eines Hebelwerkes unter Benutzung des zweiarmigen Hebels sind die Ausschläge der Fahne auf die Schreibfeder übertragen worden. Die Einrichtung des Schreibzeuges ist aus Abb. 15 zu ersehen; Abb. 16 zeigt die Fahne in Seitenansicht. Die Entfernung a, Abb. 16, der Fahnenfläche von ihrer Drehachse beträgt rd. 50 mm.

Diagramme der a-Winkel wurden in den Querschnitten I bis IV außer in den Höhenschichten der Widerstandsdiagramme auch noch in h = 7 und h 43 aufgenommen. In

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57. Nr. 1

1913

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