LXIII. Ueber die Anwendung des Dampfes an den Dampfmaschinen in Cornwallis. Von Hrn. E. Galloway Esq., Civil-Ingenieur. Aus dem Repertory of Patent-Inventions. August 1833, S. 98. Galloway, uͤber die Anwendung des Dampfes an den Dampfmaschinen. Die große Sorgfalt und Aufmerksamkeit, welche man seit einiger Zeit auf die Dampfmaschine in der Absicht verwendet, um dadurch zu einer erfolgreicheren Anwendung derselben zum Behufs des Treibens von Fahrzeugen zu gelangen, hat zu einer Untersuchung der oft besprochenen Vorzuͤge und Leistungen der Maschinen in Cornwallis Anlaß gegeben. Ich wurde am Anfange des vorigen Jahres ersucht, die Natur der Verbesserungen dieser Maschinen und die Vorzuͤge, die einer jeden derselben beigemessen werden koͤnnen, durch Versuche zu ermitteln, und verwendete daher mehrere Wochen auf verschiedene Versuche, die ich an mehreren Maschinen anstellte, und welche saͤmmtlich die Genauigkeit der uͤber sie bekannt gemachten Berichte bestaͤtigen, indem ich naͤmlich die Leistungen beinahe durchaus merklich groͤßer fand, als sie angegeben wurden.Man vergleiche hieruͤber auch Henwood's Nachrichten uͤber die Leistungen einiger Dampfmaschinen in Cornwallis, Polyt. Journ. Bd. XLV. S. 381. Ich brauche mich uͤber die Art und Weise, nach welcher man in Cornwallis die Leistungen der Maschinen zu schaͤzen pflegt, nicht weiter zu verbreiten; es ist genug, wenn ich sage, daß der Ausdruk „Pferdekraft,“ dessen wir uns hier bedienen, um die Kraft einer Dampfmaschine zu bezeichnen, in Cornwallis gar nicht gebraͤuchlich ist. Da die Maschinen daselbst naͤmlich hauptsaͤchlich zum Herausschaffen des Grubenwassers verwendet werden, so bezeichnet man deren Leistungen gewoͤhnlich nur durch die Zahl der Pfunde, die sie in einer gegebenen Zeit auf einen Fuß Hoͤhe heben. Die Art dieses zu ermitteln besteht darin, daß man das in einem gegebenen Zeitraume gehobene Gewicht mit der in Fußen ausgedruͤkten Hoͤhe, auf die es gehoben wurde, multiplicirt. Wenn z.B. 1000 Pfund Wasser mit jedem Hube 20 Fuß hoch gehoben werden, so ist dieß so viel, als wenn 20,000 Pfund nur einen Fuß hoch gehoben wuͤrden. Die Kraft der Maschine wird daher durch die Zahl der Pfunde, die sie innerhalb eines gegebenen Zeitraumes einen Fuß hoch zu heben im Stande ist, und der Verbrauch an Brennmaterial und die daraus folgende Wirkung durch die Zahl der Pfunde bezeichnet, die sie mittelst eines Bushels Steinkohlen auf einen Fuß Hoͤhe zu heben vermag. Der vergleichsweise Werth verschiedener Maschinen laͤßt sich also, wie groß deren Kraft und die Tiefe der Grube auch seyn mag, sehr leicht nach diesem hoͤchst einfachen Verfahren bestimmen. Wenn man z.B. sagt, eine Maschine hebt in jeder Stunde 100 Millionen Pfunde einen Fuß hoch, so bezeichnet man dadurch ihre Kraft; sagt man aber, sie hebt, waͤhrend sie einen Bushel Kohle verbraucht, 100 Millionen Pfunde auf die Hoͤhe von einem Fuß, so bezeichnet dieß die Arbeit, die mit einem Bushel Kohle geleistet werden kann; und vergleicht man diese Leistung mit dem, was eine andere Maschine bei einem gleichen Verbrauche an Kohlen leistet, so bestimmt man dadurch die vergleichsweise Wirksamkeit der beiden Maschinen. In den uͤbrigen Theilen Englands bezeichnet man die Kraft einer Dampfmaschine bekanntlich gewoͤhnlich durch den Ausdruk Pferdekraft, was davon herruͤhrt, daß die Dampfmaschine zuerst angewendet wurde, um die Arbeit von Pferden zu ersezen. Dieser Ausdruk ist, so unbestimmt er auch anfangs war, mit der Laͤnge der Zeit so bezeichnend geworden, als irgend ein anderer es ist; er gibt denjenigen, die ihn verstehen, eine eben so bestimmte Idee von der Kraft einer Dampfmaschine, als ihn die uͤbrigens verstaͤndlichere Cornwallsche Bezeichnungsmethode nur geben kann. Man braucht naͤmlich nur zu wissen, daß tue Kraft eines Pferdes zu 150 Pfunden, welche per Minute 220 Fuß hoch gehoben werden, oder zu 33,000 Pfunden, per Minute auf die Hoͤhe von einem Fuß gehoben, angenommen wird, um augenbliklich auch eine nach Pferdekraͤften geschaͤzte Maschine mit einer anderen vergleichen zu koͤnnen, deren Kraft nach der Cornwall'schen Methode bezeichnet ist. Da Hr. Rennie kurz vor meiner Anwesenheit in Cornwallis in Auftrag der Admiralitaͤt einen Versuch an einer der dortigen Maschinen anstellte, so fand ich mich veranlaͤßt, an eben derselben Maschine, d.h. an der Wilson'schen Maschine in der Wheal Towan-Grube, gleichfalls einen Versuch vorzunehmen. Da ich das Maximum der Leistungen dieser Maschine, wenn sich dieselbe im moͤglich besten Zustande befindet, auszumitteln suchte, so theilte ich diesen meinen Wunsch den Maschinisten mit, damit sie saͤmmtliche Theile der Maschine so vollkommen als moͤglich Herrichten konnten. Der Versuch wurde in Gegenwart des Hrn. Capitaͤn Vivian (dessen ausgezeichneter Gute ich die Gelegenheit zu diesem Versuche und die groͤßte Unterstuͤzung bei demselben verdanke), des Mechanikers West und mehrerer Anderen gemacht. Das Resultat dieses Versuches war, daß die Maschine in 6 Stunden und 5 Minuten 10 Bushel Kohlen verbrauchte, und dabei mit jedem Bushel 125,749,330 Pfunde auf die Hoͤhe von einem Fuß hob; waͤhrend dieselbe Maschine bei Hrn. Rennie's Versuch nur 92,327,000 Pfunde per Bushel Kohle gehoben hatte. Um allem Mißtrauen in diese außerordentliche Leistung vorzubeugen, bemerke ich, daß ich an dem Scheitel oder oberen Ende eines jeden Sazes (lift) Cisternen oder Behaͤlter mit Schleusen angebracht hatte, und daß ich diese Schleusen zu verschiedenen Zeiten des Versuches schloß, um mich auf diese Weise von der Menge Wassers zu uͤberzeugen, die bei jedem Hube der Maschine in jeden Behaͤlter entleert wird, so daß also, indem ich die Entfernung zwischen jedem Saze und den Rauminhalt der Behaͤlter vorher bestimmt hatte, jeder Irrthum unmoͤglich war. Die Kohlen wurden gewogen, und der Kohlenvorrath in den Magazinen waͤhrend des Versuches unter Schloß gehalten. Die besten Maschinen von Bolton und Watt sind den gegebenen Schaͤzungen nach im Stande, mit jedem Bushel Kohle 19,800,000 Pfunde zu heben. Die Wheal Towan-Maschine leistete also waͤhrend meines Versuches beinahe sechs Mal so viel als die beste Bolton und Watt'sche zu liefern im Stande ist! Ich will nun bei der Untersuchung der Ursache dieser außerordentlichen und beinahe unglaublichen Leistung zuerst jede Abweichung der Maschine von jener der HH. Bolton und Watt angeben, und dann, so weit es thunlich ist, zu ermitteln suchen, wie viel von dem Gewinne an Wirkung einer jeden einzelnen dieser Abweichungen zuzuschreiben ist. Die Abweichungen sind nun: 1) Cylindrische Kessel von bedeutender Laͤnge. Eine große concentrisch durch dieselben gehende Roͤhre, in welcher sich das Feuer befindet. Die erhizte Luft circulirt dann zuerst unter dem Kessel und hierauf laͤngs der Seiten desselben. Der Flaͤchenraum der seitlichen Feuerzuͤge ist im Allgemeinen eben so groß, als jener der Roͤhre; der Durchgang wird durch einen Dampfer, welcher in der aus dem Kessel in den Rauchfang fuͤhrenden Roͤhre angebracht ist, verengert. 2) In der Unterhaltung des Feuers selbst. Das Feuer ist groß und dik; die Eingaͤnge zu demselben sind beinahe in der ganzen Breite der Roͤhre offen; die Kohlen werden auf die Oberflaͤche des Feuers gestreut; das Feuer wird nie geschuͤrt, ausgenommen zur Zeit der Reinigung. Bei diesem Reinigen, welches beilaͤufig in 24 Stunden ein Mal geschieht, schließt der Heizer zuerst den Daͤmpfer ab, damit kein kalter Luftstrom, wodurch der Dampf in dem Kessel vermindert werden wuͤrde, eindringen kann; dann wendet er das gute Brennmaterial auf die Seite, worauf er den Unrath beseitigt, das Brennmaterial wieder auf die gereinigten Stangen zuruͤkschafft, und dann auf der anderen Seite auf gleiche Weise verfaͤhrt. Das Feuer ist vor dem Reinigen beinahe 6 1/2, nach demselbem aber nur 3 bis 3 1/2 Zoll tief. In Folge des Verschließens der Daͤmpfer ist weder waͤhrend noch nach dem Reinigen eine Abnahme des Dampfes bemerkbar. Sonderbar ist es, daß man beim Heizen der Kessel jenen Kohlen den Vorzug gibt, welche bei einem frischen Feuer am meisten krachen (clinker); bisher bediente man sich bloß der Steinkohlen aus dem Wallis. Ein Gemisch aus verschiedenen Sorten Walliser Kohlen wird fuͤr das beste Brennmaterial gehalten; doch glaube ich, daß die Kohle von Swansea diesem Gemische nicht nachstehen duͤrfte. Die Llanelly-Kohle wird sehr empfohlen, und ich habe seither auch einen Versuch damit angestellt, der zu ihren Gunsten ausfiel. Die Kohle von Brindswey wird sehr gepriesen, und scheint auch wirklich ausgesprochene Vorzuͤge vor jener Kohle, deren man sich gewoͤhnlich auf den Dampfbothen bedient, zu besizen; ihr Werth im Vergleiche mit den angegebenen Sorten ist jedoch noch nicht bekannt. 3) In der Benuzung von Dampf, der einen Druk von 20 bis 50 Pfunden auf den Zoll ausuͤbt, und in der Ausdehnung des Dampfes, indem man bei 1/4 oder 1/5 des Hubes die Communication zwischen dem Kessel und dem Cylinder unterbricht. 4) Im Bekleiden des Kessels, der Dampfroͤhren, der Dampfkammern, und der Cylinder mit einem schlechten Waͤrmeleiter, wie z.B. mit Saͤgespaͤnen, Stroh, an jenen Stellen, die bloß der Hitze des Dampfes ausgesezt sind, und mit einem Gemische aus Thon und Stroh an dem Mauerwerke etc. 5) In der Aufhebung der Wirkung des Kolbens am Ende seines Hubes, wodurch zur Condensirung des Dampfes in dem Cylinder, bevor der ruͤkkehrende Hub geschieht, hinlaͤngliche Zeit bleibt. 6) Verbesserung an den Kesseln. Die Quantitaͤt des mit einem Bushel Kohlen verdampften Wassers betrug, nach Hrn. Watt, etwas uͤber 8 Kubikfuß, welche in Dampf von 220° verwandelt wurden. Tredgold sagt, daß er 10 Kubikfuß verdampfte; 8 Kubikfuß ist jedoch, wie die Erfahrung zeigte, beilaͤufig die mittlere Quantitaͤt, welche in einem gewoͤhnlichen Dampfkessel mit einem Bushel Kohlen verdampft werden kann. Waͤhrend meines Versuches zu Wheal Towan wurden aber 310,824 Kubikfuß Wasser, oder mittelst jeden Bushels Kohlen 13.824 Kubikfuß verdampft, so daß sich also die Zunahme des durch einen Bushel Kohlen verdampften Wassers, wie 13.824 : 8 verhaͤlt. Diese Verbesserung scheint hauptsaͤchlich durch die sinnreiche Methode, nach welcher die erhizte Luft zum Circuliren durch die Feuerzuͤge veranlaͤßt wird, bedingt zu seyn. In Folge dieser Einrichtung wirkt die heiße Luft naͤmlich in dem Maße, als sie abkuͤhlt, auf immer kaͤlter und kaͤlteres Wasser, welches also den untersten Theil des Kessels einnehmen wird. Es wird mithin dem Luftstrome in den Feuerzuͤgen eines solchen Kessels mehr Waͤrmestoff entzogen, als ihm in einem Kessel, dessen Feuerzuͤge ohne Ruͤksicht auf diese Wirkung erbaut sind, entzogen wird. Es laͤßt sich vielleicht unmoͤglich ausmitteln, wie viel von dieser vermehrten Wirkung auf Rechnung der Unterhaltung des Feuers, und wie viel auf Rechnung der Circulation des Waͤrmestoffes durch die Feuerzuͤge kommt. Obschon nun aber durch die an den Kesseln und in der Feuerung angebrachten Verbesserungen so außerordentlich viel gewonnen wird, so geht doch noch aller jener Waͤrmestoff, der sich unter der Temperatur des im Kessel enthaltenen Wassers befindet, unbenuzt verloren. Hr. Sims, an den Poldice-Gruben, fand, daß die Temperatur der Luft in dem Rauchfange 310° betrug, waͤhrend das Wasser in dem Kessel nur 270° hatte. Wahrscheinlich laͤßt sich keine Modification ausfindig machen, bei welcher wir allen Waͤrmestoff nuͤzlich zu verwenden im Stande waren; doch wurde aber durch eine von Capt. Samuel Grose angegebene Verbesserung, d.h. dadurch, daß man den Waͤrmestoff aus dem Kessel durch Roͤhren, welche mit Wasser umgeben waren, in den Rauchfang leitete, die Temperatur des in der Roͤhre enthaltenen Wassers von 70° bis auf 180° F. erhoͤht. Die Zunahme, welche die Leistung des Kessels in Folge dieser Einrichtung erfuhr, wird auf 1/10, geschaͤzt; erwaͤgt man aber die hohe Temperatur (310° F.), mit welcher die tust nach Sims aus dem Rauchfange entweicht, so ist es gewiß, daß, wenn all dieser Waͤrmestoff zu Nuzen gebracht werden koͤnnte, die Leistungen der Maschine nothwendig noch eine weit groͤßere Zunahme erfahren muͤßten. Denn da sich die Quantitaͤt des verlornen Waͤrmestoffes wie die Quantitaͤt der durch den Rauchfang gehenden Luft, multiplicirt mit ihrer Temperatur verhaͤlt, und da die ganze Nasse Luft, welche durch die Feuerzuͤge circulirte, durch den Rauchfang entweicht, so folgt hieraus, daß der Unterschied zwischen der von dem Feuer entwikelten Hize und der Temperatur des Wassers, weniger der Temperatur des Speisungs-Wassers, so wie dasselbe vom Brunnen kommt, verloren seyn muß. Ich kann den Gewinn, der sich ergeben wuͤrde, wenn man dem Luftstrome allen Waͤrmestoff entziehen koͤnnte, nicht genau angeben; allein offenbar wuͤrde sich die aus dem Feuer entwikelte Hize zu der Temperatur des Wassers im Kessel verhalten, wie sich die Hize des aus dem Kessel tretenden Luftstromes zur Temperatur des von dem Brunnen kommenden Speisungswassers verhaͤlt. 3) Die Ausdehnung des Dampfes in dem Cylinder durch Unterbrechung der Communication mit dem Kessel, nachdem der Kolben einen Theil seines Hubes vollendet hat. Darin liegt vielleicht das Eigenthuͤmliche und Außerordentliche dieser Maschine. Die Mechaniker in Cornwallis sind, nachdem sie ihre Forschungen uͤber diesen Gegenstand mit großer Genauigkeit ununterbrochen fortgesezt, hauptsaͤchlich durch die Ausdehnung dieses Princips innerhalb vollkommen sicherer Graͤnzen zu den außerordentlichen Vortheilen, die wir oben bezeichnet haben, gelangt. Das Verdienst dieser Entdekung gebuͤhrt Hornblower'n, der sich im Jahr 1781 ein Patent auf dieselbe ertheilen ließ. Er sag naͤmlich: „daß, wenn auf einer Seite des Kolbens Dampf eingesperrt, und auf der anderen Seite desselben dafuͤr ein theilweise luftleerer Raum erzeugt wird, der Dampf den Kolben so weit bewegen wird, bis dessen Kraft mit der Reibung und dem unverdichteten Dampfe im Gleichgewichte steht, und daß die Kraft, welche waͤhrend. dieser Bewegung mitgetheilt wird, zu der gewoͤhnlichen Wirkung des Dampfdrukes hinzugezaͤhlt werden muß.“ Um auf diese Weis an Kraft zu gewinnen, bediente sich Hornblower zweier Cylinder wobei er den Dampf, der in dem ersten Cylinder gearbeitet hatte zum zweiten Male in dem zweiten Cylinder arbeiten ließ, indem er ihm gestattete sich auszudehnen. Alles dieß bewirkte er dadurch daß er die beiden Cylinder durch geeignete Oeffnungen mit einander verband. Hornblower konnte jedoch von feiner Erfindung keinen Nuzen ziehen, indem das Patent oder Monopol, welches die HH. Bolton und Watt auf ihre verbesserte Verdichtungs-Methode genommen hatten, noch nicht abgelaufen war, und indem Hr. Watt das naͤchste Jahr darauf ein Patent auf die Ausdehnung seines Dampfes in einem einzigen Cylinder erhielt. Weder Hornblower noch Watt scheinen uͤbrigens die Benuzung von Dampf mit hohem Druk beabsichtigt zu haben, so daß sich also die Vortheile ihrer Erfindung auf die Wirkung beschrankten, welche durch Ausdehnung eines Dampfes, dessen Druk jenen der atmosphaͤrischen Luft nur wenig uͤbertraf, bis auf einen Grad, bei welchem er die Reibung der Maschinerie und den Widerstand des unverdichteten Dampfes in dem Cylinder nicht mehr zu uͤberwinden im Stande war, hervorgebracht werden konnte. Erst im Jahre 1804 wurde Dampf von hohem Druke ausdehnungsweise benuzt, denn in diesem Jahre nahm Arthur Woolf sein Patent auf diese Eigenschaft des Dampfes. Woolf nahm an, daß Dampf, dessen Kraft einer beliebigen Anzahl von Pfunden uͤber dem atmosphaͤrischen Druk gleich waͤre, eben so oft Mal, als diese Zahl betraͤgt, auch sein Volumen ausdehnen koͤnne, und daß derselbe in der Voraussezung, daß kein Verlust an Waͤrmestoff durch Ausstrahlung Statt findet, doch noch eine Spann- oder Elasticitaͤtskraft beibehalten wuͤrde, die jener der atmosphaͤrischen Luft gleichkaͤme. Er gibt an durch Versuche erprobt zu haben, daß sich Dampf von einem Druke von 40 Pfunden auf den Quadratzoll um das Vierzigfache seines Volumens ausdehnen koͤnne, und daß seine Spannkraft dann doch noch jener der Atmosphaͤre gleich sey.Hr. Tilloch stellte in Gemeinschaft mit Woolf die Versuche an, durch welche lezterer zu dem Schluͤsse kam, daß sich die Ausdehnungskraft des Dampfes wie seine Dichtheit in Pfunden uͤber dem atmosphaͤrischen Druke verhaͤlt. Sie bedienten sich hiebei zweier Gefaͤße, deren Rauminhalt der vorausgesezten Ausdehnungskraft angemessen war, und fanden, daß eine hoͤher gestiegene Queksilbersaͤule wieder auf ihr Gleichgewicht herabsank, wenn sie den Dampf in das groͤßere Gefaͤß eintreten ließen. Dieser Versuch war jedoch offenbar unvollkommen, da das Gleichgewicht durch Ausleken oder Aussikern, oder durch andere Ursachen hergestellt wurde. Man hatte den ausgedehnten Dampf eine Queksilber-Saͤule tragen lassen sollen, ehe man noch ein Resultat, welches man auf sich beziehen konnte, erhalten hatte.A. d. O. Man kennt uͤbrigens gegenwaͤrtig nicht leicht ein Gesez besser, als jenes der Ausdehnung der Fluͤssigkeiten, und es ist gewiß, daß, wenn keine Veraͤnderung der Temperatur eintritt, der eingenommene Raum sich umgekehrt wie der Druk verhaͤlt. Es waͤre sehr sonderbar gewesen, wenn das Verhaͤltniß der Ausdehnung bei der Temperatur, bei welcher der Dampf dem Druke der Luft das Gleichgewicht haͤlt, begonnen haͤtte, da dieser Druk nicht bloß nach den Veraͤnderungen der Witterung, sondern auch nach der Verschiedenheit der Hoͤhe uͤber der Meeresflaͤche verschieden ist. Hr. Woolf wußte nicht, daß die Fluͤssigkeiten denselben Gesezen gehorchen, und in Hinsicht auf die Verhaͤltnisse ihrer Ausdehnung keineswegs von einander abhaͤngen. Las Wasser beginnt bei einer gewissen Temperatur sich in Dampf auszudehnen, und uͤber diese Temperatur hinaus ist das Verhaͤltniß seiner Ausdehnung regelmaͤßig. Der atmosphaͤrische Druk muß von dessen Wirkung abgezogen werden, weil derselbe als Gegengewicht wirkt; wird derselbe naͤmlich beseitigt, oder gestattet man dem Dampfe, was dasselbe ist, sich im luftleeren Raͤume auszudehnen, so muß derselbe offenbar denselben Gesezen gehorchen, denen alle uͤbrigen Fluͤssigkeiten unterworfen sind: es beginnt daher nicht, wie Woolf sagt, sich bei 212° auszudehnen, sondern die Ausdehnung beginnt schon bei 40°. Dampf von 40 Pfunden ist in Wirklichkeit mehr als 54 Pfunden gleich; d.h. die atmosphaͤrische Saͤule multiplicirt mit 40 ist beilaͤufig gleich 54, und kann sich, statt einer 40maligen Ausdehnung faͤhig zu seyn, nicht vier Mal ausdehnen, ohne daß ihr Druk unter jenen der atmosphaͤrischen Luft herabsinkt. Die Eigenschaft des Dampfes sich auszudehnen ist streng genommen mechanisch und allen Fluͤssigkeiten gemeinschaftlich zukommend. Sie besteht bloß darin, daß sich Dampf von irgend einer gegebenen Spannkraft bis auf gewisse Graͤnzen ausdehnen wird, und daß er waͤhrend des Processes der Ausdehnung auf Koͤrper, die ihm Widerstand leisten, mit einer Kraft wirkt, welche so lange fort allmaͤhlich abnimmt, bis er die Graͤnzen seiner Ausdehnungskraft erreicht hat, oder bis ihm durch den Widerstand eines ihn umgeben: den Mediums das Gleichgewicht gehalten wird. Wenn man z.B. in einem geschlossenen Gefaͤße Luft comprimirt und dieselbe auf einen Kolben wirken laͤßt, so wird sie den Kolben mit einer Kraft bewegen, die so lange abnimmt, bis (vorausgesezt, daß keine Reibung Statt findet) die in dem Gefaͤße enthaltene Luft der umgebenden atmosphaͤrischen Luft das Gleichgewicht haͤlt. Auf gleiche Weise wird sich nun Dampf von hoher Spannkraft, dem man gestattet waͤhrend eines Theiles des Kolbenhubes in dem Cylinder auf den Kolben zu wirken, nach der Verschließung der Eintrittsstelle des Dampfes in Folge seiner Ausdehnungskraft so lange ausdehnen, bis ihm die aͤußere atmosphaͤrische Luft das Gleichgewicht haͤlt. Wird aber auf der anderen Seite des Kolbens ein theilweise luftleerer Raum gebildet, so wird die Bewegung des Kolbens so lange fortwaͤhren, bis die Dichtheit des Dampfes eben so gering ist, als jene des unverdichteten Dampfes auf der entgegengesezten Seite des Kolbens. Es ist offenbar, daß sich die Kraft, die man durch diese Art einen Kolben zu treiben, erhaͤlt, wie das Mittel zwischen dem hoͤchsten und niedrigsten Druke verhaͤlt. Man wird wohl einsehen, daß es eine Ersparniß aber kein Gewinn ist, wenn man eine Kraft, die fruͤher verloren ging, nuͤzlich verwendet. Denn betrachtet man nur das Beispiel mit der comprimirten Luft, so ergibt sich, daß, wenn die Luft so verdichtet wird, daß sie einem Druke von 20 Pfunden auf den Quadratzoll gleichkommt, und daß, wenn der Cylinder waͤhrend des ganzen Hubes fortwaͤhrend mit einer solchen comprimirten Luft gespeist wird, dem Kolben waͤhrend seines ganzen Hubes ein Impuls mitgetheilt werden kann, welcher 20 Pfunden per Quadratzoll gleichkommt. Wird der Zutritt oder die Speisung hingegen bei einem Theile des Hubes unterbrochen, und gestattet man der Luft dann sich auszudehnen, so wird der dem Kolben gegebene Impuls nur mehr dem Mittel, d.h. 10 Pfunden gleich seyn. Es ist aber offenbar, daß man den Dampf im ersten Falle mit ebenderselben Spannkraft austreten laͤßt, mit welcher er eintrat, und daß mithin die ganze Kraft, welche zur Compression oder Verdichtung der Luft noͤthig war, verloren geht, waͤhrend kein Verlust an Kraft Statt findet, wenn man dem Dampfe sich auszudehnen gestattet. Die Hauptfeder einer Uhr bewegt ihre Maschinerie auf diese Weise: zum Aufwinden der Feder wird eine zunehmende Kraft erfordert, und dafuͤr erhaͤlt die Maschinerie wieder einen abnehmenden Impuls zuruͤk. Dieser Impuls ist jedoch durch die Hebel, auf die er wirkt, so regulirt, daß er eine regelmaͤßige Bewegung bewirkt. Wenn nun die Feder, nachdem sie sich zum Theil abgewunden, befreit wuͤrde, so daß sie sich ganz abwinden koͤnnte, so wuͤrde die Kraft, welche die Feder bis zu ihrem lezten Treibpunkte aufwand, ganz verloren seyn. Eben so wird nun an der Dampfmaschine eine gewisse Menge Brennmaterial erfordert, um den Dampf auf eine gewisse Spannkraft zu bringen. Laͤßt man also den Dampf, nachdem er den Kolben in Bewegung gesezt hat, entweichen, ohne daß man ihm gestattete auch durch seine Ausdehnung zu wirken, so wird das Brennmaterial, welches noͤthig war, um ihn auf diesen Grad von Spannkraft zu bringen, groͤßten Theils verloren seyn. In dem einen Falle wuͤrde naͤmlich eine bestimmte Menge 40 Pfunde Druk, in dem anderen hingegen 40 mehr aller uͤbrigen zwischen 40 und 0 gelegenen Grade von Druk, d.h. 40 + 39 + 38 + 37 etc. geben. Hieraus ergibt sich leicht, daß der Vortheil, der sich aus der Ausdehnung des Dampfes ergibt, mit der Dichtheit des Dampfes zunimmt. Denn da Dampf von 50 Pfunden auf den Quadratzoll uͤber dem atmosphaͤrischen Druke = 64, und Dampf von einem Druke von 10 Pfunden uͤber dem atmosphaͤrischen Druke = 24 ist, so erhaͤlt man in dem einen Falle eine mittlere Wirkung von 12, welche sich durch einen Raum von 24, und im zweiten Falle ein Mittel von 32, welches sich durch 64 bewegt, waͤhrend sich das verzehrte Brennmaterial beinahe wie die entsprechenden Dichtheiten des Dampfes verhaͤlt. Also gibt Dampf von 50 = 64 Pfunden einen mittleren Druk von 32, indem er sich, bevor er die aͤußersten Graͤnzen seiner Ausdehnungskraft erreicht, zu einem 64 Mal groͤßeren Volumen ausdehnt, als er es fruͤher hatte; mithin ergibt sich 32 × 64 = 2048. Dampf von 10 = 24 Pfunden gibt hingegen einen mittleren Druk von 12, und indem er sich, ehe er die Glaͤnzen seiner Ausdehnungskraft erreicht, bis zu seinem 24fachen Volumen ausdehnt, ergibt sich 12 × 24 = 288. In runden Zahlen leistet also Dampf von 64 Pfunden Druk mehr dann 7 Mal mehr, als Dampf von 24 Pfunden, was mithin zu Gunsten des Dampfes von hoͤherem Druke das Verhaͤltniß von 3 zu 1 gibt. Der Betrag der Ersparniß, den die Maschinen an der Wheal Towan-Grube im Vergleiche mit den Bolton- und Watt'schen Maschinen bewirken, ist nicht schwer auszumitteln, wenn man das Gesez der Ausdehnung vollkommen kennt. Der Druk des Dampfes in dem Kessel ist auf 35 Pfunde auf den Quadratzoll regulirt; dieser Druk wird jedoch in dem Cylinder durch den Widerstand (wiredrawing), den er auf seinem Wege erleidet, auf 27 Pfunde uͤber dem atmosphaͤrischen Druke = 41 Pfunden reducirt. Dieser Dampf wird sich jedoch, da sein Eintritt bei dem vierten Theile des Hubes unterbrochen wird, auf 5 Pfund uͤber dem Vacuum ausdehnen, und dem Kolben eine mittlere Triebkraft von 23 1/2 Pfunden mittheilen. Dampf von 6 Pfunden auf den Zoll wird durch den Widerstand, den er auf seinem Wege erfahrt, im Allgemeinen auf Dampf von 1 bis 4 Pfund Druk auf den Zoll reducirt; nimmt man nun aber 2 Pfd. + 14 als den Durchschnitt des wirksamen Drukes an den Bolton- und Watt'schen Dampfmaschinen an, so gibt dieß fuͤr diese Maschinen eine Triebkraft von 16 Pfunden. Angenommen nun das Brennmaterial stehe im Verhaͤltnisse des Drukes des Dampfes uͤber einem Vacuum, so ergeben sich folgende Resultate: 49 Dampf × 0,25 Theilen des Hubes = 12 geben eine Leistung von 23 1/2 20 Dampf × 1  –    – –    – = 20    –   –      –   – 16. Mithin verhaͤlt sich der Vortheil zu Gunsten des Dampfes von hohem Druke wie 38 zu 16. In der Praxis faͤllt dieses Resultat in beiden Faͤllen etwas niedriger aus; da dieß aber in beiden Faͤllen auf einen und denselben Ursachen beruht, so habe ich bei der Berechnung davon Umgang genommen. 4) Das Bekleiden des Kessels, der Dampfroͤhren, der Dampfkammern und der Cylinder mit einem schlechten Waͤrmeleiter zur Verhinderung des Ausstrahlens der Waͤrme. Diese Bedingung wird an mehreren Maschinen in Cornwallis so vollstaͤndig erfuͤllt, daß die Waͤrme in dem Maschinenraͤume nicht werklich erhoͤht ist. Auch das Ausstrahlen der Waͤrme von dem Kessel ist in manchen Fallen kaum wahrnehmbar. Das Verdienst dieser Vollkommenheit der Bekleidung und uͤberhaupt auch jenes der ersten nuͤzlichen Anwendung einer solchen gebuͤhrt Hrn. Capitaͤn Samuel Grose, nach dessen Angabe die Maschinen an der Grube Wheal Towan, die in Hinsicht auf Eleganz und Genauigkeit ihrer Proportionen alle uͤbrigen Maschinen dieser Art uͤbertreffen, erbaut sind. Seit dem Jahre 1825, in welchem Hr. Grose seine erste Maschine erbaute, haben seine daran angebrachten Verbesserungen bewirkt, daß ein Bushel Steinkohlen gegenwaͤrtig in der ganzen Gegend im Durchschnitte um 40, und in einzelnen Faͤllen selbst um mehr dann 200 Procent mehr leistet, als fruͤher. Der eigentliche Werth der Vortheile, welche diese Bekleidung gewaͤhrt, wird verschieden geschaͤzt; auch wuͤßte ich nicht, daß irgendwo hinlaͤnglich ausgedehnte und hinlaͤnglich genaue Versuche zur Ermittelung desselben angestellt worden. Hr. R. W. Fox stellte einige Versuche an, und fand, daß ein leichter Anstrich, den er seinem Dampfapparate gab, eine Ersparniß von 1/5 bewirkte. Die von Hrn. Grose erfundene Bekleidungsmethode, welche, man darf wohl sagen, so vollkommen als nur moͤglich ist, bewirkte jedoch, als sie ohne irgend eine andere wesentliche Veraͤnderung an der Maschine der Grube Wheal Hope angebracht wurde, daß die Leistungen eines Bushels Kohlen von 40 auf 70 Millionen steigen. Die Richtigkeit dieser Thatsache versicherten mir mehrere Personen, die gar nicht bei der Sache betheiligt sind; uͤbrigens behaupten andere Mechaniker, daß die Bekleidung hoͤchstens eine um 1/5 oder 1/4 hoͤhere Leistung der Maschine bedinge. Ich fuͤr meine Person bin uͤberzeugt, daß diese Bekleidung uͤberall, wo sie mit gehoͤriger Sorgfalt angebracht wird, dieselben guͤnstigen Resultate, wie an der Wheal Hope-Grube gewaͤhren wird und muß. 5) Aufhebung der Bewegung des Kolbens am Ende des Hubes, damit zur vollkommenen Verdichtung des Dampfes in dem Kessel genug Zeit bliebe. Der Gewinn, der sich aus dieser Verbesserung ergibt, ist bedeutend, da die groͤßere Leistung der Maschinen beim Wasserheben davon abhaͤngt, daß ihre Kraft am Anfange des emporhebenden Hubes am groͤßten ist, indem zur Ueberwindung der Vis inertiae der Materie eine groͤßere Kraft erforderlich ist, als zur Unterhaltung ihrer Bewegung. Ich habe gefunden, daß die besten der nach dem Bolton- und Watt'schen Principe erbauten Dampfmaschinen beilaͤufig den vierten Theil eines Hubes machen bevor die Verdichtung vollendet ist. Naͤhme man nun an, daß an der Maschine der Wheal Towan-Grube dieselbe Zeit erforderlich waͤre, so wuͤrde die mittlere Abnahme an Wirkung 7 Pfd. + 0,25 Theilen des Hubes betragen, welche, abgezogen von den 23 1/2 Pfd. (dem mittleren Druke des Kolbens waͤhrend des ganzen Hubes), einen Verlust von beinahe 1/10 der ganzen Wirkung geben wuͤrde. Aus der hier gegebenen Auseinandersezung laͤßt sich nun, wie ich glaube, ziemlich approximativ bestimmen, wie viel von der Zunahme der Wirkung auf Rechnung einer jeden einzelnen der Verbesserungen an den Cornwall'schen Maschinen kommt. Bolton's und Watt's Maschinen heben im Durchschnitte mit einem Bushel Kohlen 19,800,000 Pfd. auf einen Fuß Hoͤhe. Da an den Kesseln der Wheal Towan-Maschine ein Bushel Kohlen 13,824 Kubikfuß Wasser bei dem atmosphaͤrischen Druke in Dampf verwandelt, waͤhrend an der Bolton- und Watt'schen Maschine selten mehr, als 8 Kubikfuß in Dampf von gleicher Spannkraft verwandelt werden, so ergibt sich an dem Kessel allein eine Erhoͤhung der Leistung im Verhaͤltnisse von 13,824 : 8, was bei 19,800,000 so viel ist, als wenn   34,214,400 Pfd. einen Fuß hoch gehoben wuͤrden. Erhoͤhung der Leistung durch Benuzung von Dampf von 35 Pfunden Druk im Kessel, der einem Druke von 27 Pfd. im Cylinder gleich ist, + 14 Pfd., dem Druke uͤber dem Vacuum, × 0,25 Theilen des Hubes = 12,25; im Ver- gleiche mit Dampf, der im Kessel einen Druk von 6, im Cylinder aber einen Druk von 2 Pfdn. hat, + 14 Pfdn., dem Druke uͤber dem Vacuum, × dem ganzen Hube = 20. Da 12,25 einen mittleren Druk von 23 1/2, Pfdn.; 20 hingegen nur einen Druk von 16 Pfdn. erzeugt, so gibt dieß also bei 34,214,000 eine Zunahme von   47,044,800 – Zunahme durch Capit. Grose's Bekleidung der Dampfapparate, welche 3/7 der ganzen Leistung von 81,259,200 Pfd. betraͤgt   34,125,371 – Zunahme durch Erzeugung eines vollkommneren Vacuums am Anfange des Hubes, mittelst Aufhebung der Bewegung des Kolbens bis zur Verdichtung des Dampfes; eine Zunahme, die dem zehnten Theile der ganzen Leistung gleichkommt.   11,608,457 – ––––––––––––––– Gesammtleistung von einem Bushel Kohle 127,693,028 Pfd. Ich glaube zwar, daß laͤnger fortgesezte und genauere Versuche vielleicht in der Vertheilung der Leistungen auf diese oder jene der erwaͤhnten Verbesserungen manchen Irrthum aufdeken koͤnnen; was aber den wirklichen Betrag der Leistung, und die Ursache der Zunahme betrifft, so bin ich uͤberzeugt, daß dieselben nicht wesentlich von der Wahrheit abweichen duͤrften. Ich habe, wie gesagt, den Verlust durch das Ausleken oder Aussikern und die Unvollkommenheit des Vacuums nicht in Anschlag gebracht, da derselbe bei beiderlei Maschinen Statt findet. Ich war sorgfaͤltig darauf bedacht die Vortheile nicht zu uͤberschaͤzen, und habe daher auch die Ersparniß an Brennmaterial, welche sich nach Clement bei der Erzeugung von Dampf von hoͤherem Druke ergibt, indem der Verbrauch an Brennmaterial nicht im Verhaͤltnisse der Zunahme der Spannkraft groͤßer werden soll, nicht in Anschlag gebracht. Die Resultate dieser Versuche werden naͤmlich von anderen in Zweifel gezogen, so daß sie noch weiterer Bestaͤtigung beduͤrfen.