III. Beleuchtung des Berichtes, welchen Hr. Emil Weber uͤber die Versuche erstattete, welche mit dem hydraulischen Kreisel des Hochofens zu Fraisan bei Besançon angestellt wurdenAus dem Bulletin de la Société industrielle de Mulhausen No. 25, S. 433 im Polytechn. Journal Bd. XLVIII. S. 95.; von Ernst Walter, Mechaniker bei der k. k. privilegirten Schwadorfer Baumwoll-Gespinnstfabrik. Versuche uͤber hydraulischen Kreisel des Hochofens. Dieser Beleuchtung mag folgende Einleitung vorausgehen. Der Geschichte uͤber die Erfindung und Ausfuͤhrung von Wasserraͤdern zu Folge sind horizontale Wasserraͤder schon in den fruͤhesten Zeiten ausgefuͤhrt und angewendet worden, und werden noch jezt in manchen Gegenden, jedoch aͤußerst selten, angewendet. Der Grund, warum sie so aͤußerst selten benuzt werden, kann kein anderer als der seyn: weil sie einen geringern Nuzeffect als andere Wasserraͤder gewaͤhren; dieß muß auch jedem Sachverstaͤndigen sehr gut einleuchten, da diese Art Wasserraͤder nur bei einem nicht unbedeutenden Gefaͤlle ausfuͤhrbar sind und einzig durch den Sturz des Wassers von seiner beinahe ganzen Fallhoͤhe in Bewegung gesezt und zu einer Kraftausuͤbung gebracht werden, welche Verwendungsart der Wasserkraft, nach richtigen Grundsaͤzen, bekanntlich die unvollkommenste ist. Gleichwohl sind in der neuesten Zeit mehrere Mechaniker aufgetreten, welche die Anwendung horizontaler Wasserraͤder von ihrer Erfindung als aͤußerst guͤnstig und vortheilhaft, sowohl hinsichtlich ihrer Anschaffung und Erhaltung, als auch des von ihnen erzielten Nuzeffects anempfehlen. Diese Anzeigen und Darstellungen haben nicht allein die Aufmerksamkeit sehr vieler Besizer von Wasserwerken erwekt und auf diesen Gegenstand gezogen, sondern auch ein ziemlich allgemeines Interesse fuͤr diesen Zweig des praktischen Maschinenbaues erregt. Natuͤrlich sind aͤußerst wenig Wasserwerksbesizer, ja sogar wenig praktische Mechaniker im Stande, uͤber die Sache klar und bestimmt ein Urtheil zu faͤllen; sie muͤssen so in ein Schwanken und in eine Unruhe versezt, sehr leicht wohl auch irre geleitet werden, und zwar diejenigen, welche der Sache eine mehr als gewoͤhnliche Aufmerksamkeit schenken und sehr lebhaft sich dafuͤr interessiren, um so mehr, als denselben bei diesem Zustande der eben hier zur Beleuchtung gewaͤhlte Bericht, welcher den neuen horizontalen Wasserraͤdern von Seiten eines unparteiischen, ja fuͤr die richtige Ermittelung des wahren Resultates selbst interessirten, vielleicht betheiligten Sachverstaͤndigen ein so entschieden guͤnstiges Resultat ihres Nuzeffectes und sonstigen Eigenschaften beilegt, nicht entgangen – naͤmlich nicht unbemerkt geblieben – seyn wird. Waͤre dieser Bericht uͤber die von einer Commission vorgenommenen Untersuchungen und ermittelten Resultate klar und deutlich, waͤren ferner die darin beschriebenen ausgefuͤhrten Versuche und Beobachtungen selbst, nach richtigen Ansichten und Grundsaͤzen, so wie in gehoͤriger Ordnung und vollkommen ausgefuͤhrt, als wie auch endlich bei der uͤbersichtlichen Darstellung der erhaltenen Resultate die Hauptpunkte, worauf es dabei eigentlich ankommt, angegeben worden, so daß dieser Bericht allen denjenigen, fuͤr die er eigentlich geschrieben und oͤffentlich mitgetheilt wurde, den wahren Stand der Sache klar und allgemein verstaͤndlich vor Augen stellte, so waͤre dieser nicht unwichtige Gegenstand der Maschinenkunde, woruͤber eben in der neuesten Zeit ganz ungewoͤhnliche Behauptungen und guͤnstige Versprechungen gemacht, dadurch aber fruͤher nach richtigen Principien und Erfahrungen aufgestellte Lehrsaͤze umgestoßen worden sind, fast als entschieden und erledigt zu betrachten, und man wuͤrde mit großem Vertrauen als erwiesen annehmen muͤssen, daß es Mechanikern gelungen ist, Erfindungen gemacht und bei dieser Art von Wasserraͤdern ausgefuͤhrt zu haben, welche wirklich die Anwendung jener Lehrsaͤze auf dieselben gaͤnzlich beseitigten und dieser Maschine eine guͤnstige Wirkung verschafft haben. So aber ist dieß alles, wie ich weiterhin zeigen werde, gar nicht erfuͤllt, und es ist sonach durch diesen Bericht keinesweges ein so guͤnstiges Resultat, uͤberhaupt eigentlich noch gar nichts erwiesen, sondern es darf mit sehr viel Wahrscheinlichkeit angenommen werden, daß sich der Herr Berichterstatter und dessen Mitbeobachter in der Hauptsache ganz geirrt und getaͤuscht haben; eben so moͤgen auch die sehr guͤnstigen, ungemein lokenden Schilderungen von dem hydraulischen Kreisel der HH. Zimmermann und Kolb in Heidenheim im Koͤnigreiche Wuͤrtemberg auf fehlerhaften Beobachtungen und auf Selbsttaͤuschung beruhen. Wie schon gesagt, ist es Jedem, der gehoͤrige Kenntnisse von den verschiedenen Arten von Wasserraͤdern besizt, bis jezt nicht anders bekannt, als daß beim horizontalen Wasserrade, welches in dieser Uebertragung eines auslaͤndischen Berichtes hydraulischer Kreisel genannt istTurbine hydraulique im Originale. A. d. R., das Wasser einzig und durch den Stoß eine gewisse Kraft ausuͤben kann, und daß diese Benuzung der Wasserkraft die unvortheilhafteste ist, das heißt den kleinsten Nuzeffect gewaͤhrt. Diejenigen aͤlteren Physiker, auf deren Beobachtungen und Lehrsaͤze noch immer fast alle neueren Autoren ihre Lehren und Erlaͤuterungen begruͤnden, hatten durch vielfaͤltige Versuche gefunden, daß der Nuzeffect bei allen Wasserraͤdern, auf welche das Wasser bloß durch den Stoß einwirkt, hoͤchstens nur 4/11 oder 0,36 (d.i. 36 Procent) des verwendeten ganzen Krafteffectes betraͤgt, hingegen bei solchen Wasserraͤdern, wo das Wasser, nach damaligem Standpunkte der Construction, so viel wie moͤglich, als herabsinkendes und daher staͤtig druͤkendes Gewicht wirkt, naͤmlich bei oberschlaͤchtigen Raͤdern hoͤchstens 3/4 oder 0,75 (d.i. 75 Procent) des verwendeten Krafteffectes erreicht. Neuere gelehrte, zugleich praktische, folglich als competent anzunehmende Beobachter und Schriftsteller haben nun den Nuzeffect noch etwas hoͤher festgesezt, naͤmlich den der ersten Art Raͤder auf 50 Procent und den der zweiten Art auf 85 Proc., wiewohl dieß eigentlich nie erreicht wird. In dem vorhabenden Berichte wird von einem Hrn. Emil Weber der Nuzeffect eines horizontalen Wasserrades oder hydraulischen. Kreisels zu 77 Proc., ja unter einigen Voraussezungen noch hoͤher angegeben, also so groß, als wie bei den bestconstruirten und gelungensten oberschlaͤchtigen Wasserraͤdern; dieß ist ungemein auffallend, ja unbegreiflich! wenn man auch zugibt, daß das vor uns habende große und weite Feld der Erfindungen und Verbesserungen uns die Moͤglichkeit darbietet, durch besondere Einrichtungen weit mehr als das bisher Bekannte zu erreichen, und fruͤhere Lehr- und Grundsaͤze umzustoßen, oder doch auf einen gewissen Gegenstand unanwendbar zu machen. Ich konnte mich nicht entschließen dem erwaͤhnten Berichte unbedingt Glauben zu schenken, sondern unterzog mich denselben einer genaueren Pruͤfung zu unterwerfen. Mein Bestreben zu einer klaren Beurtheilung dieses Berichtes und des Gegenstandes selbst zu gelangen, waͤre aber beinahe durch das Ungeregelte und Widersprechende der beschriebenen Versuche, durch fehlerhafte Berechnungen, durch Verworrenheit und große Abweichungen der Angaben, endlich aber durch die nicht zu entraͤthselnde Darstellung der eigentlichen Resultate in einer am Ende beigefuͤgten Tabelle ohne allen Erfolg geblieben. Mehrere Male versuchte ich es vergebens zu einigen richtigen Folgerungen in der Sache zu kommen; jedoch ich gruͤbelte immer wieder von Neuem uͤber den Zusammenhang der Angaben nach, und glaube es so weit gebracht zu haben, das was wirklich geschehen ist, und das was haͤtte geschehen sollen, ferner die verstaͤndlichen und die mehr oder weniger dunkeln und widersprechenden Angaben ganz richtig beurtheilen zu koͤnnen. Vielleicht ist ein Theil des fehlerhaften und undeutlichen Zustandes des Berichtes durch dessen Uebertragung in eine andere Sprache herbeigefuͤhrt wordenHr. Walter hat sich spaͤter selbst vom Gegentheil uͤberzeugt. A. d. R.; aber unmoͤglich kann die Hauptsache durch diese Uebertragung so entstellt worden seyn, daß das Ganze eigentlich gar kein Resultat gewaͤhrt. Der Berichterstatter formirte mit einigen Ingenieurs, so wie einigen Zeugen eine Commission zu Untersuchung der Resultate, welche von dem neuen horizontalen Wasserrade des Hrn. Fourneyron hinsichtlich seines Nuzeffectes erhalten wuͤrden. Der Bericht theilt zuvoͤrderst mit, auf welche Art und nach welchen Formeln die Commissarien den Wasserzufluß ausgemittelt haben; hierbei finden nun schon mehrere bedeutende Fehler und Widerspruͤche Statt. Die eine Art dieser Untersuchungen war vermittelst eines hydrometrischen Fluͤgels, die andere Art vermittelst des Wasserabschlags uͤber ein Schuzbret und der hierzu gehoͤrigen Formeln. Von diesen zwei angewendeten Verfahrungsarten sind wahrscheinlich Dimensionsangaben gegenseitig verwechselt, uͤberdieß aber auch verschiedene unter sich ganz abweichende Angaben gemacht; denn gleich zu Anfang ist eine kleine Tabelle formirt, deren angefuͤhrte Geschwindigkeiten, wie aus einer spaͤter folgenden Auseinandersezung und pruͤfenden Rechnung zu vermuthen ist, der Ausmittelung durch den Wasserstroͤmungsmesser zugehoͤren und die Anzahl Umgaͤnge, welche der Fluͤgel in einer Minute gemacht hat, andeuten; die uͤbrigen Dimensionsangaben dieser Tabelle hingegen muͤssen der Ausmittelung durch den Wasserabschlag zugehoͤren, obgleich sie mit den unmittelbar darauf folgenden Dimensionsangaben dieser Beobachtung nicht ganz uͤbereinstimmen. Fuͤr die Untersuchung durch den Wasserabschlag sind folgende Formeln und Erklaͤrungen gegeben: Abfluß des Wassers = 1,845 × 1 × √h³ (sollte dabei stehen: wenn alles nach                                Mètre gerechnet wird). Breite des Abflusses = l  = 11'11'' = 3,85 Mètre ist aber = 3,87 Meter Mittlere Hoͤhe = h = 10''6''' = 0,269   –     –    –   = 0,284   – folglich Wasserabfluß = 1,845 × 3,85 × √0,269³ = 0,975 Kubikmeter per Secunde oder 28,5 Kubikfuß. Bei diesen Angaben sind die Maßreductionen nicht nach einerlei Verhaͤltniß, aber auch keine einzige mit dem richtigen Verhaͤltniß von Fuß und Meter uͤbereinstimmend; dieß jedoch dahin gestellt und den Ansaz des Wasserabflusses als richtig angenommen, so kommt doch 0,991 statt 0,975 Kubikmeter; diese Differenz waͤre jedoch gar nicht in Betracht zu ziehen, sondern wird von mir bloß angefuͤhrt, um die Zuverlaͤssigkeit der vorkommenden Rechnungen zu zeigen; uͤbrigens wuͤrde aber fuͤr dieselben Dimensionen bei deren Ansaz in Fußen und richtiger Berechnung der Wasserzufluß um 5 Kubikfuß groͤßer sich ergeben. Bei Beschreibung und Auseinandersezung der Eichung vermittelst des Stroͤmungsmessers ist auf eine – aus der fruͤher erwaͤhnten kleinen Tabelle des Eingangs – entlehnte Angabe No. 1, ferner auf unerwiesene Bestimmung der Geschwindigkeit, welche einer Fluͤgelumdrehung entspricht und auf eine Formel (bloß Coëfficienten) nach Prony die Ausmittelung des Wasserzuflusses begruͤndet, indem dabei wieder auf ein Mal ganz andere Breite und Tiefe des Canales in Rechnung kommen und der nach Prony erhaltene Coëfficient willkuͤrlich gemodelt oder abgeaͤndert ist, dennoch aber das erhaltene Resultat das fruͤher durch Wasserabschlag herausgebrachte betraͤchtlich uͤbersteigt. Beide Methoden jedoch als richtig und erwuͤnscht sich naͤhernd angenommen, waͤre die Sache bis hierher eigentlich auf gewisse Anhaltpunkte gebracht und eine Basis fuͤr die vorhabenden Hauptversuche begruͤndet, folglich die Sache hinlaͤnglich vorbereitet; bevor es jedoch zur Darstellung der Hauptversuche und Resultate kommt, wird jene Basis durch ganz andere Angaben von Beobachtungen, welche mit dem Wasserstroͤmungsmesser gemacht worden sind, wieder voͤllig zerstoͤrt. Es werden naͤmlich auf ein Mal wieder ganz andere Anzahlen von Umgaͤngen des Instrumentes, als vorher aufgefuͤhrt, und zwar nach den gehoͤrigen verschiedenen Observationen daraus die mittlere Anzahl von Umgaͤngen bestimmt, und diese mit der durch Prony's Coëfficienten erhaltenen Anzahl verglichen, womit es zwar – merkwuͤrdiger Weise – aufs Genaueste uͤbereinstimmt, aber keinesweges mit den vorher zum Grunde gelegten Beobachtungen, welche nach Prony's Coëfficienten beilaͤufig 18 Umgaͤnge des Fluͤgels per Minute als mittlere Geschwindigkeit gaben, die jezigen hingegen 41, was dann statt den fruͤheren 28,5 Kubikfuß nunmehr 64 Kubikfuß Wasserzufluß gaͤbe. Was soll man dabei denken!? Das Merkwuͤrdigste bei der ganzen Sache ist aber, daß diese saͤmmtlichen Untersuchungen und Bestimmungen fuͤr den vorhabenden Zwek ganz außer der Regel und unnoͤthig sind, da sie naͤmlich bloß auf Ausmittelung des ganzen zu Gebote stehenden Wasserzuflusses ausgehen, diese aber fuͤr den eigentlichen Hauptversuch und das verlangte Resultat gar nichts nuzt; dennoch moͤchte es als vorbereitend immer noch als einiger Maßen nuͤzlich gelten, wenn es nur uͤbereinstimmend und richtig ausgefuͤhrt und dann gehoͤrig benuzt, aber auch eine viel wichtigere und unentbehrliche Angabe dabei nicht ganz außer Acht gelassen worden waͤre; naͤmlich die: wie hoch die gemessene Wassermenge vom oberen Spiegel bis zum unteren herabfaͤllt, oder wie groß das ganze Gefaͤlle ist; wenn ferner dann bei den, als eigentliches Ziel der Expedition, geschehenen Versuchen uͤber den Nuzeffect des Rades die Hauptsache, das ist die wirklich auf das Rad gegangene Wassermenge mit derselben Ausfuͤhrlichkeit und der wenigstens beabsichtigten Genauigkeit ausgemittelt und angegeben, so wie dabei die zweite – fuͤr die Feststellung des wirklich verwendeten dynamischen Effectes unentbehrliche Angabe, – das Gefaͤlle des aufgeschlagenen Wassers – nicht ganz unbeachtet geblieben waͤre; denn man findet weder von dem Einen noch dem Andern nirgend etwas Deutliches. Wendet man sich, indem man die Schilderung der uͤbrigen Vorzuͤge und Vortheile dieses neuen Wasserrades vor der Hand uͤbergeht, zu der Tabelle, welche die eigentlichen Resultate, die Vergleichung des verwendeten dynamischen Effectes mit dem erhaltenen Nuzeffect, von einer großen Menge Beobachtungen enthaͤlt und alles dazu Gehoͤrige recht deutlich und uͤbersichtlich vor die Augen stellen soll, so bekommt man vollends ein Chaos von hoͤchst verworrenen Angaben vor Gesicht, welche man nicht ein Mal einzeln, jede fuͤr sich, gehoͤrig entziffern, viel weniger etwas Zusammenhaͤngendes, am allerwenigsten analoge Verhaͤltnisse und Resultate daraus entnehmen kann. Die Koͤpfe der dritten, vierten und fuͤnften Columne, welche die Angaben enthalten sollen, worauf die Bestimmung des verwendeten dynamischen Effectes beruht, sind ganz unverstaͤndlich, ja wirklich sinnlos uͤberschrieben; naͤmlich die dritte: „Wasserladung oder Sturz.“ Was soll man darunter verstehen? Das Gefaͤlle kann es nicht seyn, denn es variirt von 0,318 bis 1,42 Meter; die Hoͤhe des Wasserzuflusses kann es auch nicht seyn, denn es ist ein Mal bei 4'' Schuzoͤffnung um den 21sten Theil, ein ander Mal um den 7ten Theil betraͤchtlicher als bei 6'' Oeffnung, ja ein Mal gar 6 Mal so groß als bei 12'' Oeffnung u.s.w.; dennoch ist es unter gewissen Umstaͤnden und bei einer moͤglichen Verfahrungsweise noch am wahrscheinlichsten, daß damit die Hoͤhe des Wasserzuflusses angegeben ist. Die vierte Columne ist uͤberschrieben: „Geschwindigkeit des Wassers des Canales in Meter ausgedruͤkt 0,464.“ Was soll das 0,464 hier, da diese Geschwindigkeit von 10,672 bis 42,382 Meter, wahrscheinlich per Minute, und daher von 0,548 bis 2,176 Fuß per Secunde variirt; ferner steht sie gar nicht mit den Schuzoͤffnungen im Verhaͤltnisse, was man doch, so wie bei voriger Rubrik sicher erwarten sollte; doch kommt es hierbei ebenfalls auf eine gewisse – zwar sehr sonderbare – aber doch moͤgliche Verfahrungsweise an. Die fuͤnfte Columne ist uͤberschrieben: „Durchschnitt des Canales 0,760 Product nach de Prony erhalten.“ Was soll hier beim Durchschnitte des Canales der Prony'sche Coëfficient fuͤr die mittlere Geschwindigkeit eines im Canale fließenden Wassers? Dieß steht ja in gar keiner Verbindung mit einander. Es ist uͤberdieß durch die in dieser Columne aufgefuͤhrten Zahlen vermuthlich gar nicht der Durchschnitt des Canales ausgedruͤkt, da sie – bis auf eine Kleinigkeit bei 11 Versuchen – durchgaͤngig sich gleich bleiben, was doch mit dem Durchschnitte des gefuͤllten Canaltheiles waͤhrend verschiedener Schuzoͤffnungen nicht wohl, bei den vorher angegebenen Hoͤhen aber gar nicht moͤglich ist; sondern es ist sehr wahrscheinlich die Breite des Canales damit angedeutet, denn es stimmt mit derselben, wie sie vorher im Berichte angegeben ist, naͤmlich 19, ein ander Mal 19,09' sehr gut uͤberein. Deutet man nun bei dieser Tabelle die drei zweifelhaften Columnen so, wie ich vorhin bei jeder gethan habe, und wie es auch am wahrscheinlichsten ist, naͤmlich: Hoͤhe, Geschwindigkeit und Breite des Wasserzuflusses, dann bekommt man allerdings daraus auch die in der sechsten Columne stehenden Producte fuͤr den Kraftmoment einer Secunde, oder den dynamischen Effect in Kilogrammen auf 1 Meter gehoben; aber es ist ja dabei gar kein Gefaͤlle in Anschlag gebracht, dasselbe muͤßte denn immerwaͤhrend 1 Meter betragen haben. Bei dieser Unvollkommenheit der Hauptsache des Berichtes muß alles Uebrige, mag es auch ganz richtig seyn, dahin gestellt bleiben. Außerdem kann man wohl Einiges von dem, was Hr. Weber zum Lobe des hydraulischen Kreisels sagt, als wahr und richtig annehmen; doch keinesweges seine Schluͤsse uͤber das Verhaͤltniß des Nuzeffectes bei noch groͤßeren Schuͤzenoͤffnungen, so wie noch manches Andere. Es ist unstreitig von sehr allgemeinem Interesse, uͤber diesen Gegenstand ganz klare und richtige Resultate zu erhalten; deßhalb ist es auch sehr zu wuͤnschen, daß es Hrn. Weber gefallen moͤchte, uͤber seine Versuche und den davon erstatteten Bericht naͤhere Erlaͤuterungen zu geben, so wie auch eine voͤllige Beschreibung der eigentlichen Construction des hydraulischen Kreisels, wodurch es moͤglich wird Wirkungen hervorzubringen, welche gegen alle zeitherigen Lehrsaͤze der Hydrostatik und Hydrodynamik streiten, so wie uͤber die Begriffe der Sachverstaͤndigen gehen, mitzutheilen.