im Innern des Mündungskörpers gelegene Meßstellen Nr. 2 und 3, s. Abb. 15, ergaben Kurven, Abb. 16, die durchweg höher als die an der Meßstelle 1 gewonnene Kurve liegen, woraus hervorgeht, daß im zylindrischen Teile der Mündung bei jedem Gegendruck ein starker Druckabfall auftritt. Es ist dies ein Ergebnis, welches für unterkritischen Gegendruck mit der Theorie nicht übereinstimmt.

An derselben Mündung wurden unter Benutzung der Meßstellen 1 und 3 dann noch Versuche mit überhitztem Dampfe gemacht, Abb. 16. Ein Vergleich der an derselben Meßstelle bei gesättigtem und bei überhitztem Dampf erhaltenen Kurven zeigt, daß bei Ueberhitzung zwar auch noch eine Abweichung von der de St.-Venant-Wantzelschen Annahme besteht, daß aber das Maß dieser Abweichung beträchtlich geringer als bei gesättigtem Dampf ist. Um zu untersuchen, ob die Länge des zylindrischen Ansatzes einen Einfluß auf den sich im Innern der Mündung an der Austrittkante einstellenden Druck hat, wurde die Mündung dann so weit abgedreht, daß die neue Austrittkante nur noch 1,75 mm von der Mitte des Meßloches Nr. 3 entfernt war, Abb. 17. Die jetzt für das Meßloch 3 erhaltene Kurve,

deutscher Ingenieure.

12 = 100 0,30 0,80 0,70 0,60 0,50

0,40

0,30

C

57. Nr. 2

1913

G v F

geschwindigkeit co (berechnet für den Querschnitt der Meßstelle unter Annahme der Adiabate), ferner die wirkliche Geschwindigkeit c (berechnet aus der Kontinuitätsformel wobei für v der sich für den Endpunkt der adiabatischen Expansion ergebende Volumwert genommen wurde), weiter der sogenannte Geschwindigkeitskoeffizient q = Abb. 19, und endlich die dem Dampfzustande im MeßGeschwindigkeitskoeffizient q.

Geschwindigkeitskoeffizient

Abb. 19. Einfache Mündung.

C

600m

Vgkpv.

querschnitt entsprechende Schallgeschwindigkeit a = Eine Betrachtung dieser berechneten Größen liefert nun das überraschende Ergebnis, daß

1) die berechneten Werte von bei gesättigtem Dampf und hohen Geschwindigkeiten größer als 1 sind, während sie bei überhitztem Dampf unter 1 bleiben und so noch mögliche Werte darstellen;

2) die für größere Druckgefälle bei beiden Dampfarten aus der Rechnung erhaltenen Werte der Geschwindigkeit c die dem Dampfzustand im Meßquerschnitt entsprechenden Werte der Schallgeschwindigkeit nicht unbeträchtlich übersteigen.

Abb. 20. Expansion des Dampfes beim Durchfluß durch die einfache Mündung. Darstellung im J-S-Diagramm.

durch die einfache Mündung auch bei Fehlen von Reibung und Wandwirkung von der Adiabate abweichen und durch eine im JS- oder TS-Diagramm links von der Adiabate verlaufende Kurve dargestellt sein muß. Diese Kurve muß im Gegensatze zu der unter dem Einfluß der Wandwirkung entstandenen ähnlichen Kurve so beschaffen sein, daß bei ihr das Wärmegefälle vollständig in kinetische Energie umgewandelt wird. Nur bei einer solchen Kurve sind die oben gestellten Forderungen v < vaa und c。 > Co ad erfüllt, Abb. 20. Die Abweichung der Dampfaufnahme der einfachen Mündung von den theoretischen Werten erklärt sich also für den gesättigten Dampf außer durch die festgestellten Druckabweichungen vor allem durch eine beim Durchfluß durch die Mündung auftretende »Ueberkondensation<; der bei der wirklichen Expansion erreichte Endzustand des Dampfes weist eine geringere spezifische Dampf

с

menge x auf, als sich bei der Expansion nach der Adiabate ergeben würde. Die Abweichungen des Mündungsdruckes allein würden zur Erklärung nicht ausreichen, wie man bei einer Bestimmung der Werte von längs der Adiabate ohne weiteres sieht. In der Ausflußtheorie ist eine zweite, der Ueberkondensation ähnliche Erscheinung schon seit längerer Zeit bekannt. Die beim Ausfluß des heißen Wassers bcobachteten bedeutenden Abweichungen der durch Versuche ermittelten Durchflußmengen von den für die Adiabate berechneten Werten haben nach der Untersuchung von Zeuner und Adam (s. Mitt. über Forschungsarb. Heft 35 und 36) ihren Hauptgrund in einer Verdampfungsverzögerung, d. h. die. Expansionslinie des heißen Wassers verläuft ebenso wie die des gesättigten Dampfes im JS- oder TS-Diagramm links von der Adiabate.

Mit Verkleinerung des Druckgefälles scheint die Ueberkondensation beim Ausflusse des gesättigten Dampfes an Bedeutung zu verlieren, da dann der berechnete Wert des Geschwindigkeitskoeffizienten unter 1 sinkt, Abb. 19. Diese allmähliche Abnahme von mit Verringerung des Druckgefälles kann aber auch auf eine Vergrößerung der Reibungsverluste zurückzuführen sein. Eine Aufklärung hierüber wird nur die Bestimmung des Dampfzustandes im Mündungsquerschnitt bringen, die zurzeit noch mit fast unüberwindlichen Schwierigkeiten verbunden sein dürfte.

Bei überhitztem Dampf, für den die ermittelte Kurve des Ausflußfaktors y vollständig unterhalb der theoretischen Linie liegt und für den die q-Kurve, Abb. 19, nur Ordinatenwerte << 1 aufweist, liegt vorläufig noch kein zwingender Grund vor, eine der Ueberkondensation ähnliche Erscheinung, z. B. eine Unterkühlung, anzunehmen, wenn auch deren Vorhandensein nicht unwahrscheinlich ist. Aufschluß hierüber würde vielleicht die Durchführung ähnlicher Versuche mit Luft oder einem andern Gas und der Vergleich der dabei erhaltenen Kurven mit den Ergebnissen meiner Versuche bringen.

Die beiden p-Kurven, Abb. 19, lassen, was nach dem Vorstehenden als selbstverständlich erscheinen wird, noch keinen Schluß auf die absoluten Größen der Reibungsverluste zu. Das hier benutzte Verfahren der Berechnung des Wirkungsgrades aus der Dampfaufnahme liefert nicht die gesuchten Werte, solange die Ueberkondensation noch nicht geklärt ist und der Einfluß dieser Erscheinung bei der Berechnung des Wirkungsgrades nicht berücksichtigt werden kann. Aus den Kurven kann lediglich die eine Folgerung gezogen werden, daß möglicherweise der Wirkungsgrad der einfachen Mündung mit zunehmender Dampfgeschwindigkeit steigt. Es stimmt dies mit den von Christlein veröffentlichten Versuchsergebnissen überein, während ein weiterer wesentlicher Teil seiner Feststellungen durch meine Versuche nicht bestätigt wird.

Christlein gibt für die einfache Mündung an (Düse Ic), daß mit ihr Austrittgeschwindigkeiten aus der Mündung bis zu 800 m/sk erreicht werden können, während bei meinen Versuchen siehe das unter 2) aufgeführte Versuchsergebnis nur eine große Ueberschreitung der Schallgeschwindigkeit im Betrage von rd. 12 vH und eine Höchstgeschwindigkeit von etwa 533 m/sk festgestellt wurden. Meine Mündungsdruckmessungen zeigen augenfällig, daß viel höhere Austrittgeschwindigkeiten als 533 m/sk mit der einfachen Mündung unmöglich erzielt werden können. Daß Christlein eine weit größere Geschwindigkeit festgestellt hat, rührt davon her, daß das von ihm benutzte Verfahren der Reaktionsdruckmessung unrichtige Ergebnisse liefert, sobald der Mündungsdruck vom Gegendruck abweicht (s. die Zuschrift Eisners zur Christleinschen Arbeit, Z. f. d. g. T. 1912 S. 138, und den Aufsatz The steam turbine, Engineering 1. Dez. 1911). Eine Möglichkeit, Geschwindigkeiten bis zu 800 m/sk bei der einfachen Mündung zu erreichen, besteht allerdings. Nach den Untersuchungen von Lewicki und von Prandtl (Lewicki, Mittl. über Forschungsarb. Heft 12 S. 32 Vers. 1 bis 21; Prandtl, Phys. Zeitschrift 1904 S. 599) ist entgegen den früheren Anschauungen mit der Tatsache zu rechnen, daß infolge der Expansion im freien Raume die Geschwindigkeit des Dampfstrahles nach dem Austritt aus der Mündung noch

weiter steigen kann. Lewicki hat bei seinen Versuchen tatsächlich Geschwindigkeiten bis zu 800 m/sk beobachtet. Zur Ermittlung der Geschwindigkeit, die der Dampfstrahl im freien Raume hat, kann aber auf keinen Fall die Reaktionsdruckmessung, sondern nur die von Lewicki und andern benutzte Stoßdruckmessung verwendet werden.

Die von mir festgestellte Tatsache, daß die Austrittsgeschwindigkeit aus der Mündung die Schallgeschwindigkeit überschreiten kann (um rd. 12 vH bei gesättigtem, um rd. 2 vH bei überhitztem Dampf), widerspricht den bis heute üblichen, auf theoretischen Grundlagen aufgebauten Anschauungen, wonach im Innern konvergenter und zylindrischer Rohre die Strömungsgeschwindigkeit immer unter der Schallgeschwindigkeit bleiben sollte und im Höchstfalle dieser nur gleich sein könnte (s. Lorenz, Techn. Wärmelehre,

deutscher Ingenieure.

§ 12). Das Ergebnis der theoretischen Betrachtung kann aber sofort mit dem Versuchsergebnis in Einklang gebracht werden, wenn man in diese Betrachtung als Zustandslinie statt der Adiabate pv =c eine Polytrope einführt, die entsprechend der Ueberkondensation einen Exponenten n>k hat.

Zahlentafel 1 zeigt noch (vergl. Vers. Nr. 1 mit Nr. 23), daß eine Verkürzung des zylindrischen Teiles eine Vergrößerung des Ausflußfaktors und auch eine solche des Geschwindigkeitskoeffizienten q herbeiführt, was wahrscheinlich damit zu erklären ist, daß mit erklären ist, daß mit der Verkürzung der Mündung auch der Reibungsverlust verringert wird. Bei vollständiger Entfernung des zylindrischen Ansatzes ist mit einer Steigerung von 'max auf 2,06 bis 2,07 zu rechnen, während die -Kurve im Bereiche der geringeren Druckgefälle nur wenig verändert wird. (Schluß folgt.)

steigenden Entwicklung des Hafenverkehrs der belgischen Handelshauptstadt Rechnung tragen sollten. Die Arbeiten für die Erweiterungsbauten sind inzwischen bereits kräftig gefördert worden und gehen demnächst ihrer Vollendung entgegen, so daß es sich verlohnt, näher darauf einzugehen.

Die beiden beiden neuen Hafenbecken Nr. 2 und Nr. 3, s. Abb. 1, schließen sich mit einem 250 m breiten Kanal nördlich an das bereits seit einiger Zeit benutzte Hafenbecken Nr. 1 an, das seinerseits durch die Royers-Schleuse und einen Teil des alten Hafenbeckens (Bassin Lefèbvre) unmittelbaren Zugang zur Schelde hat. Durch die neuen

1) Sonderabdrücke dieses Aufsatzes (Fachgebiet: Wasserbau) werden an Mitglieder des Vereines und Studierende bezw. Schüler technischer Lehranstalten gegen Voreinsendung von 20 postfrei abgegeben. Andre Bezieher zahlen den doppelten Preis. Zuschlag für Auslandporto 5. Lieferung etwa 2 Wochen nach dem Erscheinen der Nummer. 2) Z. 1909 S. 889.

Becken einschließlich des Zufahrtkanales werden rd. 67 ha Wasserfläche und rd, 5500 m nutzbare Uferlänge den bereits bestehenden Hafenanlagen hinzugefügt. Die Wassertiefen sind in den beiden Becken verschieden, und zwar ist das Becken Nr. 2 10,70 m, das Becken Nr. 3 und der Zufahrtkanal 11,65 m tief; der Wasserspiegel in den Becken liegt hierbei +4 m über Null.

Die Ausschachtungsarbeiten werden teils mit Trocken-, teils mit Naßbaggerung ausgeführt; Hand in Hand hiermit geht die Auffüllung und Ebenung des umliegenden Geländes, die Zuschüttung einiger alter Festungsgräben und die Herstellung der Ufermauern für die neuen Hafenbecken. Der

aus den Hafenbecken ausgebaggerte Boden wird meistens unmittelbar zur Aufhöhung des Geländes benutzt. Abb. 2 zeigt den Vorgang hierbei. Von dem rechts befindlichen Erdbagger gelangt der Boden in kleine Kippwagen, die

durch eine Schmalspurbahn zugeführt wird. Der aus dem Mischer kommende Beton wird in Kübeln, die zu je zweien auf einen Wagen gesetzt werden, auf Gleisen bis zu den Verbrauchstellen gefahren. Hier steht ein fahrbarer Portalkran von 10 t Tragfähigkeit, der die Kübel von den Wagen. nimmt und sie in die Form für den Betonblock der Ufermauer entleert, s. Abb. 4. Der Boden ist für die Gründung der Ufermauern in Form eines langen Grabens ausgeschachtet, auf dessen Sohle die erste Betonschicht aufgebracht wird. Das eindringende Grundwasser wird durch Kreiselpumpen entfernt. Zur Errichtung des Mauerwerkes der Ufermauern über dem Beton sind hinter der Mauer auf der Landseite elektrische Ausleger-Laufkrane von je 5 t Tragfähigkeit angeordnet, die gleichzeitig zum Einsetzen der schweren Abschlußsteine aus Granit, die oben nach der Wasserseite zu angebracht werden, dienen. Die Ziegelsteine werden durch eine unter den Laufkranen verlegte Schmalspurbahn zugeführt. Auf diese Weise ist es möglich, täglich etwa 170 000 bis 180 000 Ziegel

vermauern.

zu

Die Arbeiten an den neuen Hafenbecken sind soweit gediehen, daß man damit rechnet, sie in etwa 1 Jahr in Betrieb nehmen zu können. Inzwischen ist jedoch der ursprüngliche große Entwurf der ScheldeRegulierung, der unter dem Namen »la grande coupure« bekannt geworden ist, und der bei der Anlage der neuen Hafenbecken bereits maßgebend war, von der belgischen Regierung endgültig verworfen worden. Statt dessen hat die belgische Kammer einem von der überwiegenden Mehrheit namhafter Fachleute aufs lebhafteste bekämpften Entwurf zugestimmt, der ein gänzlich neues Bild schafft. Die beiden vorerwähnten großen Hafenbecken werden sich diesem neuen Entwurf nur schwer anpassen lassen, und so kann man eigentlich sagen, daß die hierfür aufgewandte Arbeit und die Kosten zunächst hätten gespart werden können; bei dem gro Ben Durchstich entsprechend der frühe

ren Vorlage hätten sie sich dagegen sehr zweckmäßig in das Gesamtbild der Hafenanlagen eingefügt.

Abb. 5 zeigt den neuen Entwurf zur Verbesserung des Scheldelaufes, der der belgischen Kammer vorgelegen hat. Hierbei ist angenommen worden, daß eine Tiefe von 9 bis 11 m unter mittlerem Niedrigwasserstand an den neu zu erbauenden Ufermauern geschaffen werden soll. Zu berücksichtigen ist, daß der Unterschied zwischen Ebbe und Flut auf der Schelde bei Antwerpen im Mittel 4,4 m beträgt. Die Krümmungen sollen mit Rücksicht auf den Verlauf des Stromes und zur Erreichung einer gleichbleibenden Wassertiefe in der aus Abb. 5 hervorgehenden Sinoidenform angelegt werden. Diese Theorie ist, obschon sie in dem zur Beratung der Schelde-Regulierung eingesetzten internationalen Ausschuß1) heftig bekämpft wurde und trotzdem sie durch die Praxis bisher keinerlei Bestätigung gefunden hat, durch die Annahme des Entwurfes öffentlich gutgeheißen worden. Ueber die nautischen Bedenken, daß die Krümmungen des Stromes, die heute besonders bei dem Ort Austruweel sehr gefährlich für die Schiffahrt sind, bestehen bleiben, hat man sich hinweggesetzt; denn Abb. 5 läßt erkennen, daß die für den neuen Entwurf vorgeschlagenen Krümmungen kaum weniger gefährlich als vorher sind.

Von den Gegnern des Entwurfes ist ferner mit Recht geltend gemacht worden, daß durch die Strömung des Flusses in den Krümmungen (Auskolkungen), die bereits bei den heute bestehenden Ufermauern an der Schelde zu sehr kostspieligen Gegenmaßregeln zwangen"), eine Gründungstiefe für die Mauern bis über 20 m unter Null erforderlich werden wird, und selbst dann wird noch keine völlige Sicherheit für die

Mauern bestehen.

Grundsätzlich war für die Ausführung der Korrektionsarbeiten verlangt worden, daß durch sie die Schiffahrt zur Stadt Antwerpen nicht behindert werden sollte. Selbst in dieser Beziehung bietet der neue Entwurf keine Gewähr, und in den Sitzungen des genannten Ausschusses ist besonders auch immer wieder auf diesen Gesichtspunkt hingewiesen worden.

1) Von deutscher Seite gehörte Prof. de Thierry diesem Ausschuß an, der sich gleichfalls als Gegner dieser Theorie bekannte und für den Plan der grande coupure« eintrat.

2) s. Z. 1909 S. 892.

deutscher Ingenieure.

Der alte Entwurf für den Schelde durchstich (la grande coupure), in Abb. 5 gestrichelt gezeichnet, hat demgegenüber zunächst den bedeutenden Vorzug für sich, daß durch ihn der Scheldelauf um rd. 2,5 km verkürzt wird, wodurch große Beträge für die Unterhaltung dieser Strecken erspart werden würden; ferner wäre die Schiffahrt auf dem neu geschaffenen geraden Scheldelauf bedeutend sicherer, die Hochwasserlinic würde erniedrigt, was von großem Vorteil für die anliegenden Deiche wäre, die Baukosten wären erheblich geringer, die Bauausführung einfacher, und eine Uebereinstimmung mit den in den letzten Jahren ausgeführten Hafen-Erweiterungsbauten wäre gesichert.

Nach Abb. 5 soll eine neue breite Zufahrt in einem stumpfen Winkel zu den jetzt ihrer Vollendung entgegengehenden Hafenbecken geführt werden. Zur Verbindung mit der Schelde dient eine 350 m lange, 40 m breite und rd. 13 m tiefe Schleuse. (Die erste vor einigen Jahren dem Betrieb übergebene Royers-Schleuse an der Krümmung von Austruweel genügte bereits bei ihrer Eröffnung schon nicht mehr allen Ansprüchen.) Während der Arbeiten im Scheldebett sollen die Schiffe durch diese Schleuse und die RoyersSchleuse zu den unmittelbar vor der Stadt am Scheldeufer gelegenen Liegeplätzen gelangen. Für ganz große Schiffe ist dieser Weg jedoch nicht befahrbar, da die RoyersSchleuse nur 180 m Länge bei 22 m Breite und 10,8 m

Tiefe hat.

Da nach der Annahme des neuen Entwurfes durch die

belgische Kammer an seiner Ausführung wohl kaum noch gezweifelt werden kann, so wird schon die nächste Zeit hier eine Reihe von technisch sehr interessanten Vorgängen auf dem Gebiet des Wasserbaues bringen.

Auch vom wirtschaftlichen Standpunkt verdienen die geplanten Neuanlagen aufmerksame Beachtung. Wenn sie sich so ausführen lassen, wie die Ingenieure, die sie entworfen haben, geplant haben, so wird der Hafen von Antwerpen der crste des Festlandes sein. Gelingt es nicht oder nicht in vollem Umfange und die Wahrscheinlichkeit hierfür liegt nach dem Urteil vieler Fachleute nahe, so steht viel für die belgische Handelshauptstadt auf dem Spiel.

Den Vorteil davon würden dann in erster Linie die mit Antwerpen in scharfem Wettbewerb stehenden beiden großen Häfen des Festlandes, Hamburg und Rotterdam, haben.