XLVII. Bericht uͤber die Abhandlung des Hrn. Emil Koͤchlin, betreffend die Dampfmaschinen; erstattet im Namen des Comité fuͤr Mechanik, von Joseph Koͤchlin. Aus dem Bulletin de la Société industrielle de Mulhausen, No. 42 u. 43. Koͤchlin's Bericht uͤber die Dampfmaschinen. Der Verfasser beginnt seine Abhandlung (polytechnisches Journal Bd. LXII. S. 161) mit allgemeinen Betrachtungen und druͤkt sein Bedauern daruͤber aus, daß die Gelehrten sich bisher nicht mehr mit der Dampfmaschine beschaͤftigt haben. Die Dampfmaschine ist gegenwaͤrtig ohne Zweifel die Seele der Industrie und des Handels und wird vielleicht bei kuͤnftigen Seekriegen eine wichtige Rolle spielen; wenn wir uns aber minder als der Verfasser uͤber die Unzulaͤnglichkeit dessen, was bisher daruͤber geschrieben wurde, erstaunen, so geschieht es bloß, weil wir die Schwierigkeiten einer solchen Arbeit zu wuͤrdigen wissen. Die Gelehrten haben uns indessen das Mariotte'sche Gesez, den strengen Kalkul der Expansion, sie haben uns den (Prony'schen) Zaum gegeben; sie suchten durch zahlreiche Versuche den Waͤrmegehalt des Dampfes festzusezen; sie sind uͤber lezteren Punkt zwar noch nicht ganz einig, aber neue Versuche werden in diesem Augenblik angestellt, um zur Wahrheit zu gelangen. Um zu einer guten Theorie der verschiedenen Dampfmaschinen zu gelangen, muß man nothwendig die bisher angestellten Berechnungen und Versuche kennen, man muß sehr verschiedenartige Kenntnisse in sich vereinigen, zu deren Erwerb selten einem und demselben Individuum Zeit und Umstaͤnde dargeboten sind. Ferner muͤssen die Personen, welche dieses Wissen wirklich besizen, auch den Willen und die Zeit haben, ihre Gedanken der Oeffentlichkeit zu uͤbergeben. Um die Frage uͤber die Dampfmaschinen aufzuklaͤren, waͤre vor Allem noͤthig: 1) Die constituirende Waͤrme des Dampfes bei verschiedenen Pressionen zu bestimmen; 2) durch Versuche die Abaͤnderungen zu ermitteln, welche dieses Gesez in der Praxis erleiden kann; 3) auszumitteln, wie der Dampf sich verhaͤlt, wenn man ihn absperrt; ob er wirklich bei jeder Aenderung des Volums die entsprechende Temperatur annimmt; 4) die Graͤnze der Expansion zu bestimmen; 5) eine Formel zu haben, durch welche man unmittelbar das Resultat der Expansion findet; 6) man muͤßte bei den verschiedenen Maschinen zahlreiche Beobachtungen mit dem Zaume machen, um das Verhaͤltniß der theoretischen Kraft zum Nuzeffect zu erfahren; 7) man muͤßte besser als bisher den Einfluß des Widerstandes oder der Reibung bei diesen Maschinen abschaͤzen koͤnnen. Der Verfasser hat seine Abhandlung in §§. getheilt; wir werden dieser Eintheilung folgen, um dem Leser die Vergleichung der Abhandlung mit dem Berichte daruͤber zu erleichtern. §. 1. Um sagen zu koͤnnen, daß wir bei unseren Dampfmaschinen per Stunde und Pferdekraft 8 bis 10 Kilogr. Kohlen verbrennen, muͤßte man unserer Meinung nach die im Augenblik der Verbrennung entwikelte Kraft durch den Zaum gemessen haben; als dann wuͤrde man gefunden haben, daß die Zahl der benuzten Pferdekraͤfte groͤßer ist, als die Nominalkraft der Maschine. Aus der vom Verfasser angedeuteten Ursache wurden beinahe alle unsere Dampfmaschinen nach und nach staͤrker beladen, und es ist einleuchtend, daß eine Woolf'sche Maschine von 20 Pferdekraͤften, welche im Jahre 1822 eine Spinnerei von 12,000 Spindeln gut trieb, und dabei ihre volle Ladung hatte, weil man damals 600 Spindeln auf die Pferdekraft rechnete, jezt nicht mehr 20pferdig genannt werden kann, wo die Spinnerei um 1/3 mehr Gespinnst erzeugt. Wir wissen nicht, ob die Versprechungen der englischen Maschinisten genauer eingehalten werden, als die der unserigen; diese Herren haben indessen zu viel Interesse dabei ihre Maschinen zu ruͤhmen, als daß man ihren Versicherungen nicht etwas mißtrauen sollte. So viel wir uns erinnern, gaben die HH. Risler und Dixon in ihrem Preisverzeichniß einen Verbrauch von 6 Kilogr. Kohlen fuͤr die Stunde und Pferdekraft an. Als etwas Außerordentliches fuͤhrt man an, daß die HH. Stehelin und Huber in Willer einen Verbrauch von 100 Pfund des Tages fuͤr die Pferdekraft angeben. Man sagt, daß die Maschine von Isenheim dieß Resultat ergebe; allein viele zweifeln daran. Dieß betruͤge 3,84 Kilogr. in der Stunde. Die HH. André Koͤchlin und Comp. geben 4 Kilogr. als fuͤr die Stunde noͤthig an, machen aber die Bedingung, daß die Steinkohle von erster Qualitaͤt sey. Wir glauben nicht, daß die Maschinen, welche gegenwaͤrtig aus diesen beiden Werkstaͤtten hervorgehen, in irgend einer Hinsicht unter den englischen stehen. Tredgold berechnet in seinem Werke uͤber die Dampfmaschinen den Verbrauch der Maschinen mit Absperrung und Condensation auf 3 1/2 Kilogr. fuͤr die Stunde und Pferdekraft; sein Coefficient ist naͤmlich zu groß, wie wir spaͤter zeigen werden. Wir glauben demnach, daß der stuͤndliche Verbrauch von nur 3 Kilogr. Kohlen per Stunde und Pferdekraft bloß auf den Preiscouranten glaͤnzt, aber weder hier noch in England in der Praxis erhalten wird.Es scheint indessen, als bestuͤnden in England in den Bergwerken von Cornwallis Maschinen, welche weniger als 1 Kilogr. stuͤndlich fuͤr die Pferdekraft verzehren. Man sagt dieß Resultat werde erhalten, indem man die Expansion viel weiter als gewoͤhnlich treibt. Die franzoͤsische Regierung soll Ingenieure hingeschikt haben, um sich von der Sache zu uͤberzeugen.Man begreift wie außerordentlich uns ein solches Resultat erscheinen muß, wenn man naͤher untersucht, was die Expansion zu leisten vermag. Das Minimum des stuͤndlichen Kohlenbedarfs ist 3 Kilogr. fuͤr die guͤnstigste Maschine, die von Woolf. Wir haben fuͤr diese Maschine unter Voraussezung der Expansion 35 eine Berechnung gemacht und als Nuzeffect erhalten: 130,8 × 50 = 65,4; die 3 Kilogr. wuͤrden sich also auf nahe 2 Kilogr. reduciren.Geht man aber zu den Extremen, und sezt die Expansion 100 voraus, so erhalten wir noch immer 1 1/2 Kilogr. Kohle. Wir muͤssen diese Angabe also fuͤr uͤbertrieben halten*. A. d. O.* Uns scheint dagegen das Resultat, welches die Maschinen von Cornwallis geben sollen, aus anderen Ursachen sehr erklaͤrlich.1) sind diese Maschinen meistens in dem groͤßtmoͤglichsten Maaßstabe ausgefuͤhrt. Die Widerstaͤnde, welche bei kleinen Maschinen einen so betraͤchtlichen Theil der Kraft verzehren, nehmen in viel geringerem Verhaͤltnisse zu, als die Inhalte der Cylinder, und folglich die entwikelte Kraft; sie werden also bei diesen kolossalen Maschinen fast unbemerklich.2) Werden diese Maschinen bloß zur Aushebung des Wassers aus den Schachten verwandt; man kann daher unmittelbar die auf- und abwaͤrts gehende Bewegung der Kolbenstangen zur Bewegung der Pumpen benuzen, ohne der Zwischenwirkung eines Schwungrades zu beduͤrfen; der sehr betraͤchtliche Kraftverlust, der durch die Uebertragung der Bewegung mittelst Kurbeln auf das Schwungrad und von diesem wieder weiter, bei anderen Maschinen entsteht, faͤllt also hier ganz weg.3) Kann bei diesen Maschinen das frischeste Wasser unmittelbar aus den Bergwerken geschoͤpft in Menge zur Condensirung verwandt werden; diese erfolgt daher wahrscheinlich sehr vollstaͤndig und vielleicht ohne viele Mitwirkung der Kaltwasserpumpe, groͤßten Theils durch aͤußere Abkuͤhlung, wenn der Condensator mit dem kalten Wasser eine hinlaͤngliche Beruͤhrungsflaͤche hat; geht die Abkuͤhlung nur so weit, daß das Condensationswasser noch 25° C. Temperatur hat, so herrscht im Condensator nur mehr ein Druk von etwa 1/30 Atmosphaͤre; wenn aber die Condensation vollstaͤndiger ist, so kann auch die Expansion des Dampfes weiter als gewoͤhnlich mit Nuzen getrieben werden.Wenn wir uns in unseren Voraussezungen nicht geirrt haben, so waͤren also diese Maschinen von Cornwallis die Einzigen, deren Nuzeffect der theoretischen Kraft des Dampfes sehr Naͤhe koͤmmt. A. d. U. Nichts desto weniger steht fest, daß wir gegenwaͤrtig selbst von neuen Maschinen wenige haben, die nur 5 Kilogr. stuͤndlich verzehren; die Mehrzahl bedarf deren 6 und mehr fuͤr jede Pferdekraft. Dieß koͤmmt: 1) und vorzuͤglich von der Ueberladung, welche alle unsere Maschinen durch Vermehrung der Production, und folglich des Widerstandes erlitten haben; 2) daher, daß die Maschinen, welche construirt wurden, um mit 2 1/2 bis 3 Atmosphaͤren zu arbeiten, unter hoͤherem Druk etwas unguͤnstiger arbeiten; 3) vom Alter und dem schlechten Zustande der Maschinen. Man hat viel von der Ursache Nr. 2 gesprochen, und ihr alles Uebel zur Last legen wollen. Wir glauben jedoch, daß man die Sache uͤbertrieben hat, und daß die Woolf'schen Maschinen nicht so unguͤnstig arbeiten, als man glaubt, wenn man auch ihren Normaldruk bis zu 6 Atmosphaͤren steigert. Bei neuen und nicht uͤberladenen Woolf'schen Maschinen in unserer Umgegend haben wir bemerkt, daß das Condensationswasser ungefaͤhr 30° C. hatte, wenn der Dampf, 3 1/2 Atmosphaͤren Spannung besaß. Steigert man diese Spannung auf 6 Atmosphaͤren, so wird die Temperatur im Condensator in demselben Verhaͤltnisse sich erhoͤhen, weil in gleicher Zeit eine um so viel groͤßere Luft- und Dampfmenge anlangt. Die Temperatur wird also 3 ½ : 6 = 30 : x = 51°. Wir nehmen mit dem Verfasser an, daß der Druk im Condensator bei einer nicht uͤberladenen, und in gutem Zustand befindlichen Woolf'schen Maschine 0,1 Atmosphaͤre betraͤgt. 30° entsprechen 31 Millimet. Queksilber 51°     – 93     –      – Wir haben demnach: 31 : 93 = 0,1 : x = 0,3; wenn die Maschine also mit 6 Atmosphaͤren arbeitet, betraͤgt der Gegendruk 0,3. Berechnet man nun beide Faͤlle, naͤmlich wo die Maschine mit 3 1/2 Atmosphaͤren, und wo sie mit 6 arbeitet, nach Hrn. Choffel's Formel: Textabbildung Bd. 62, S. 244 so sieht man, daß die mit hohem Druk arbeitende Maschine vortheilhafter seyn wuͤrde; dieß kommt aber von der Vergroͤßerung des Dampfvolums mit der Temperatur her, welche bei dieser Formel beruͤksichtigt ist. Machen wir dieselbe Berechnung, ohne diese Vermehrung des Volums anzuschlagen, und indem wir z.B. annehmen, daß die Vermehrung der Kraft, welche daraus hervorgehst, andererseits wieder durch den groͤßeren Bedarf an Brennstoff fuͤr den hohen Druk compensirt wird: Textabbildung Bd. 62, S. 245 so ist das Resultat ein Anderes, und nach unserer Meinung das Wahre. Also haͤtte eine Woolf'sche Maschine, die mit 3 1/2 Atmosphaͤren arbeitet, und 10 Kilogr. Dampf in der MinuteDas Original hat hier 1/10, Kilogr. in der Secunde, was aber fehlerhaft ist. A. d. U. verzehrt, eine Kraft von 83,58 Pferden, waͤhrend mit demselben Dampfverbrauch und 6 Atmosphaͤren Druk die Maschine nur 73,30 Pferdekraͤfte haͤtte. Es findet folglich bei hohem Druk ein Verlust von 1/8 Statt. Man muß jedoch bemerken, daß in den Maschinen, die mit 6 Atmosphaͤren arbeiten, das Condensationswasser sich nicht immer auf 51° C. erwaͤrmt; so hat es bei Hrn. Naͤgely, wo der Druk 5 1/2 Atmosphaͤren betraͤgt, nur 42 bis 43°. Dieß kommt daher, daß die Woolf'schen Maschinen, um mit 3 1/2 Atmosphaͤren zu arbeiten, einen Ueberschuß an kaltem Wasser haben; gewoͤhnlich laͤßt man bei diesem Druk nur einen Theil des Wassers in den Condensator treten. Dieß gibt gewiß zu Kraftverlust Anlaß, aber wir sahen das naͤmliche Verfahren uͤberall ohne die Ursache davon zu wissen. So viel wir uns erinnern, gab die Maschine Stoͤße, wenn sie mit 3 1/2 Atmosphaͤren arbeitete, und man ihr alles Wasser zufuͤhrte.Wenn man dem Condensator mehr Wasser als gewoͤhnlich zufuͤhrte, so wuͤrde eine weit groͤßere Leere in demselben eintreten, als bis auf 1/10 Atmosphaͤre; der Dampf, der durch eine weite Oeffnung aus dem Cylinder in den Condensator mit großer Gewalt ausstroͤmt, uͤbt auf ein eben so großes Stuͤk der gegenuͤberstehenden Cylinderwand eine bedeutende Ruͤkwirkung aus, und dieß ist wahrscheinlich die Ursache der Stoͤße, welche man bemerkte, und welche zu vermeiden man lieber einen Theil der Kraft aufopferte; diese Stoͤße lassen sich aber ganz leicht dadurch verhindern, daß man den Dampf sich viel staͤrker expandiren laͤßt, als gewoͤhnlich, damit derselbe nicht mehr mit so betraͤchtlicher Spannung in den Condensator entweicht, daß er durch seine Ruͤkwirkung die ganze Maschine erschuͤttert. Hiemit waͤre also ein neuer Vortheil der Expansionsmaschinen gegeben. In allen uͤbrigen Maschinen muͤssen durch den in den Condensator oder in die Luft entweichenden Dampf sehr heftige Ruͤkstoͤße Statt finden, welche nur zu ihrer schnelleren Abnuͤzung beitragen koͤnnen. A. d. U. Gewiß ist, daß man bei allen Woolf'schen Maschinen in unserer Umgegend, im Anfange ihres Ganges, da sie noch nicht uͤberladen waren, und mit 3 1/2 Atmosphaͤren arbeiteten, fast eben so viel kaltes als warmes Wasser abfließen sah, und wir glauben nicht, daß man damals mehr als 3/5 des durch die Pumpe erhobenen Wassers anwendete. Die Temperatur des condensirten Wassers wuͤrde sich also, wenn man mit 6 Atmosphaͤren arbeitete, nicht voͤllig auf 51° erhoͤhen; ein großer Theil des Gegendrukes kommt aber von der Luft, die sich im Condensator anhaͤuft, und die im Verhaͤltnisse mit dem eintretenden Dampf steht. Als die Woolf'schen Maschinen im Jahre 1820 in den Spinnereien eingefuͤhrt wurden, rechnete man 600 Spindeln auf eine Pferdekraft, um Nr. 30 bis 32 der Kette und Nr. 38 bis 40 des Eintrags zu spinnen. Zu jener Zeit erzeugte man in den besten Spinnereien 15 Pfund Gespinnst auf einem Stuhle von 360 Spindeln. Die Production hat sich aber nach und nach vergroͤßert, und steigt jezt in den besten Spinnereien bis zu 30 Pfund. Um diese Vermehrung zu erzielen, mußte man die Mehrzahl der Maschinen im Gange beschleunigen, und die Anzahl der Vorbereitungsmaschinen vergroͤßern. Nun scheint es uns sehr einleuchtend, daß man zwei Mal so viel Kraft bedarf um 30 Pfund Faden zu spinnen, als fuͤr bloß 15 Pfund, weil am Ende diese Vermehrung nur dadurch erreicht werden kann, Haß die Stuͤhle entweder laͤnger oder schneller gehen, und der Spinner sie weniger ruhen laͤßt; dasselbe gilt von den Vorbereitungsmaschinen. Es ist nun augenscheinlich, daß, wenn man ungeachtet dieser außerordentlichen Vermehrung des Products, fortfaͤhrt die Pferdekraft auf dieselbe Anzahl von Spindeln zu schaͤzen, man den Widerstand zu gering angeschlagen hat, und man hat oft der Dampfmaschine eine Abnahme von Kraft zur Last gelegt, wenn sich nur der Widerstand vergroͤßert hatte. Nach Maaßgabe, als dieser Widerstand groͤßer wurde, vermehrte man den Spannungsgrad des Dampfes. Zwar rechnen mehrere Personen die Pferdekraft gegenwaͤrtig auf 500 Spindeln; allein dieß ist noch zu viel, um das Maximum von ordinaͤren Nummern zu spinnen. Wenn man bei einer Woolf'schen Maschine, die mit 3 1/2 oder 6 Atmosphaͤren geht, ungefaͤhr dieselbe Quantitaͤt Steinkohle brauchen wuͤrde, um eine gleiche Menge von Kilogrammen Garn ordinaͤrer Nummern zu spinnen, so waͤre dieß ein Beweis, daß die Verstaͤrkung des Drukes nicht so unvortheilhaft ist. Nun erhaͤlt man aber dieß Resultat wirklich in einigen Spinnereien, unter Anderen in der des Hrn. Naͤgely. Dieser erzeugte im Anfang als seine Maschine mit 3 1/2 Atmosphaͤren arbeitete, ungefaͤhr 400 Kilogr. Garn taͤglich, und verbrauchte hiezu im Mittel 28 Cntr. Steinkohlen, oder 3 1/2 Kilogr. Steinkohle fuͤr 1 Kilogr. Garn. Gegenwaͤrtig producirt er mit derselben Dampfmaschine, bei 5 1/2 Atmosphaͤren Druk, 1000 Kilogr. Garn taͤglich, und verbraucht in gleicher Zeit 70 Centr. Kohle; also wieder 3 1/2 Kilogr. Kohle fuͤr 1 Kilogr. Garn. Die Steinkohle war zu beiden Zeiten ungefaͤhr von gleicher Guͤte. Zur ersten Zeit fuͤhrte diese Maschine 12,000 Spindeln, und weil deren 600 auf das Pferd gehen, gab sie eine Kraft von 20 Pferden. Schaͤzt man den Bewegungsapparat auf 4 Pferde, so haͤtte die Spinnerei 20 – 4 = 16 Pferde benuzt. Um in dem Verhaͤltniß von 400 zu 1000 Kilogr. zu spinnen, wird die Zahl der nothwendigen Pferde 4 : 10 = 16 : x = 40 seyn; dazu gerechnet den Bewegungsapparat, welcher im Verhaͤltniß mit der Menge der Spindeln stehen muß, die heut zu Tage 22,000 betraͤgt: 12,000 : 22,000 = 4 : x = 7,33; es wird also eine Totalkraft von 47,33 Pferden noͤthig seyn, und die Zahl der auf das Pferd gehenden Spindeln ist 22,000/47,33 = 464,8. Man sieht hieraus, daß die Anzahl der auf 1 Pferd gehenden Spindeln in den lezten 15 Jahren um 136 abgenommen hat.Wir haben in diesem Bericht wie Hr. Emil Koͤchlin die Pferdekraft zu 75 Kilogr. angenommen. In obiger Rechnung dagegen ist von solchen Pferdekraͤften die Rede, nach welchen die franzoͤsischen und englischen Maschinisten ihre Maschinen berechnen, um zufaͤllige Unvollkommenheiten derselben zu compensiren: naͤmlich 100 Kilogr. auf einen Meter in der Secunde gehoben.Hr. Fourneyron hat uns mehrere durch ihn gemachte Beobachtungen mitgetheilt, woraus hervorgeht, daß, um ordinaͤre Nummern mit Spindelbaͤnken und in Spinnereien zu spinnen, welche das meiste Product geben, d.h. wo man taͤglich 1/2 Kilogr. mit 12 Spindeln erzeugt, eine Pferdekraft von 100 Kilogr. 450 Spindeln in Gang sezt. In Spinnereien, wo die Production geringer ist, steigt die Zahl der auf ein Pferd treffenden Spindeln mit der Verminderung des Products in gleichem Verhaͤltnisse. A. d. O. In einer anderen Spinnerei bedurfte man, um mit 3 1/2 Atmosphaͤren zu arbeiten, 3 3/4 Kilogr. Kohle fuͤr das Kilogramm Garn, und mit 5 Atmosphaͤren Druk, 4 Kilogr. Kohle auf 1 Kilogr. Garn. Obgleich diese Ergebnisse nicht ganz mit der Rechnung uͤbereinstimmen, so lassen sie doch erkennen, daß der Nachtheil einer Vergroͤßerung des Normaldrukes bei Woolf's Maschine nicht so bedeutend ist, als man allgemein glaubt. Was die §§. 2, 3 und 4 betrifft, so scheint auch uns wie dem Verfasser die Annahme, daß der Dampf mehr Waͤrme enthaͤlt in dem Maaße als seine Temperatur steigt, (und daß auch mehr Brennmaterial noͤthig ist, um ein Kilogramm Dampf von 150°, als um ein Kilogramm von 100° zu erzeugen), den Vorzug zu verdienen, und es ist sicher, daß in der Praxis diese Differenz noch groͤßer wird, weil ein auf 150° erhizter Kessel durch Waͤnde und Mauerwerk mehr Waͤrme verlieren muß, als bei 100°; folglich kostet Hochdrukdampf immer mehr, als solcher von niederem Druk, und es waͤre vielleicht einfacher gewesen, bei der Berechnung des Effects der Dampfmaschinen die Vermehrung des Volums, welche bei Erhoͤhung der Temperatur Statt hat, nicht zu beruͤksichtigen. Diese Volumvermehrung gibt dem Gebrauche des Hochdrukdampfes einen ziemlich großen Vortheil; allein nach unserer Ansicht duͤrfte diese Volumvermehrung durch den groͤßeren Verbrauch an Brennmaterial, welcher fuͤr hohen Druk noͤthig ist, compensirt werden. Indem man diese beiden Ursachen der Vermehrung und Verminderung des Effects vernachlaͤssigt, entfernt man sich nicht sehr von der Wahrheit und Alles wird einfacher und leichter. §. 7 und 8. Alle Schriftsteller uͤber die Dampfmaschine bedienten sich bisher zur Berechnung des mittleren Drukes, der waͤhrend der Expansion Statt findet, der Formel Textabbildung Bd. 62, S. 248 N bezeichnet darin den Druk des Dampfes in Atmosphaͤren, n den Gegendruk; K die Zahl, wie viel Mal das urspruͤngliche Volum des Dampfes Durch die Expansion vermehrt wird. Diese Formel wuͤrde sehr genau seyn, wenn der Dampf bei Aenderung seines Volums bloß dem Mariotte'schen Geseze folgte; der Verfasser hat aber sehr wohl bemerkt, daß dieß nicht der Fall ist. Um zu zeigen, zu welchen irrigen Resultaten man durch diese Formel gelangt, wollen wir ein Beispiel waͤhlen: 10 Kilogr. Dampf von 5 Atmosphaͤren Druk nehmen nach Pouillet's Tabellen 3881 Kubikdec. ein; laͤßt man diesen Dampf sich ausdehnen, bis er nur mehr 1 Atmosphaͤre Druk aͤußert, so sollte er nach dem Mariotte'schen Geseze 3881 × 5 = 19405 Kubikdec. einnehmen; nun fuͤllen aber 10 Kilogr. Dampf von 100° oder 1 Atmosphaͤre nur 16690 Kubikdec., was eine Differenz von 2445 Kubikdec. ausmacht, welche daher kommt, weil man das erste Mal die Verminderung der Temperatur nicht beruͤksichtigt hat. Um die Expansion bei Beruͤksichtigung der Temperaturverminderung direct zu erhalten, hat Hr. Choffel eine Formel angegeben; N bezeichnet darin den Druk in Atmosphaͤren, n den Gegendruk, m die Expansion. Textabbildung Bd. 62, S. 249 In §. 12 sezt der Verfasser den Gegendruk im Condensator auf 0,1 Atmosphaͤre. Wir glauben ebenfalls, daß in einer neuen, gut gebauten und nicht uͤberladenen Maschine die Unvollkommenheit der Leere nicht mehr betraͤgt, als 0,1, obgleich in einer solchen Maschine das Condensationswasser hoͤchstens 35° hat, was einem Druk von 1/19 Atmosphaͤre entspricht. Wenn dessen ungeachtet in einer sonst vollkommenen Maschine der Druk im Condensator 1/10 ist, so koͤmmt dieß von der Luft her, die sich darin anhaͤuft und gegen welche das kalte Wasser ohne Wirkung ist. Aus dieser Ursache kann man bei einer uͤberladenen Maschine den Gegendruk zwar vermindern, wenn man die Quantitaͤt des in den Condensator fließenden Wassers vermehrt; man kann ihn aber nie so schwach machen, als wenn die Maschine nicht uͤberladen ist. §. 15. Die Methode, deren sich der Verfasser hier bedient, um den mittleren Druk zu berechnen, ist nicht genau und gibt ein zu niedriges Resultat; nach unserer Meinung muͤßte man hier wie bei den eincylinderigen Maschinen verfahren, und fuͤr jeden Abschnitt, welchen der Kolben durchlaͤuft, den dem Volum entsprechenden Druk sezen. Erster Abschnitt, Volum 9,25/8, Druk 3,12; Zweiter      –    – 11,75/8,   – 2,46; Dritter      –    – 14,25/8,   – 2,03; u.s.w. Summe der Pressionen 14,43; also mittlerer Druk 14,43/8 = 1,803; diesem Druk entspricht die Temperatur 117°; wenn wir also wie der Verfasser rechnen: Textabbildung Bd. 62, S. 249 so erhalten wir als Kraft des kleinen Cylinders 22,93 Pferde und als die des großen 66,73, zusammen 89,66 Pferde statt 83,20, welche der Verfasser findet. Berechnet man dasselbe Beispiel nach Choffel's Formel, so findet man Textabbildung Bd. 62, S. 250 mittleren Druk in Atmosphaͤren. Um den Druk auf den □ Dec. zu finden, muß man mit 103,3 multipliciren = 216,41. 10 Kilogr. Dampf von 3 1/2 Atmosphaͤren nehmen nach Pouillet's Tabellen 5379,6 Liter oder Kubikdec. ein; bei der Expansion wird der Dampf 3 1/2 Mal sein anfaͤngliches Volum einnehmen = 5379,6 × 3 1/2 = 18828,6 Kubikdec. Da die Last auf 1 Meter gehoben wird, so erhalten wir, wenn wir das Volum des Dampfes durch 1 Met. oder 10 Dec. dividiren, als Quotient die Basis, auf welche der Dampf wirkt, in □ Dec. Multipliciren wir diese Basis dann mit dem Druk und dividiren durch 4500, so erhalten wir Textabbildung Bd. 62, S. 250 Nach der Berechnungsweise des Verfassers findet man 89,66 Pferde; also ist der Unterschied sehr gering; man wird weiter unten sehen, daß er bei den Maschinen mit Absperrung und ohne Condensation beinahe Null ist. Wenn man also nicht die Algebra zu Huͤlfe nehmen will, ist das Verfahren, welches Hr. Emil Koͤchlin zur Berechnung der Expansion erdacht hat, sehr sinnreich und besser, d.h. einfacher und genauer als alle von verschiedenen Schriftstellern angegebenen Methoden. Dieses Verfahren hat vor den beiden Formeln, von denen wir Gebrauch machen, noch den Vorzug, daß es sich verallgemeinern und auf jede Art von Maschinen anwenden laͤßt, waͤhrend es uns noch nicht gelungen ist, unsere Formeln bei Roentgen's Maschine benuzen zu koͤnnen. Da dieselbe Correction wie fuͤr §. 15 bei allen ferneren Berechnungen Woolf'scher Maschinen zu machen ist, so. wenden wir auf diese die Formel des Hrn. Choffel an, und finden hiedurch: die theoretische Kraft in Pferden fuͤr §. 16 =   92,83  –       –    –    –    –  –    §. 17 =   95,70  –       –    –    –    –  –    §. 18 = 101,71 Da hier die Differenz so bedeutend ist, glaubten wir uns geirrt zu haben; wir haben daher diesen Fall nochmals nach des Verfassers Berechnungsart durchgemacht und fanden 100,98 Pferdekraͤfte. In §. 19, welcher die Berechnung der Maschine von Aitken und Steel enthaͤlt, ist dieselbe Correction zu machen; erste Lage, Volum des Dampfes 9,75/8; Druk 3,615/9,75 = 2,96 zweite Lage,    –  –       – 13,25/8; – = 2,18 dritte Lage,    –  –       – 16,75/8; – = 1,72 u.s.f. Mittlerer Druk = 12,33/8 = 1,54 und nicht 1,314 wie in der Abhandlung. Mit diesem Druk erhaͤlt man, wenn man die weitere Rechnung wie in der Abhandlung ausfuͤhrt, fuͤr den großen Kolben 55,60 fuͤr den kleinen 42 fuͤr die ganze Maschine also 97,60 Pferdekraͤfte statt 88,07. §. 20. Maschine von Roentgen. Die Berechnungen zur Auffindung des mittleren Drukes im großen Cylinder sind hier etwas laͤnger und schwieriger als fuͤr jede andere Expansionsmaschine. Man muß vorerst den Druk des Dampfes finden, welcher die Haͤlfte des großen Cylinders in dem Augenblik fuͤllt, wo der kleine Kolben in der hoͤchsten oder niedrigsten Stellung seines Laufes ist; um diesen Druk zu finden, mit welchem der des kleinen Cylinders sich vermischt, muß man mehrere vollstaͤndige Kolbenhube berechnen. Wir haben die Resultate der Abhandlung nachgerechnet und richtig befunden. Anfaͤnglich erstaunt man sich uͤber die geringen Resultate, welche diese Maschine gibt, die ihrem Principe nach der Woolf'schen so aͤhnlich ist. Man muß aber bedenken, daß im großen Cylinder nur waͤhrend der Haͤlfte des Kolbenlaufes eine Wirkung Statt findet; dann ist der Dampf auf einen Druk von 1,192 Kilogr. auf den □ Cent. gekommen, und wird durch die Condensirung zerstoͤrt, 1/7 jedoch von allem im kleinen Cylinder und mit dem naͤmlichen Druk gebliebenen Dampf, dehnt sich in den großen Cylinder aus, so daß er das dreifache urspruͤngliche Volum einnimmt. Waͤhrend dieser Expansion, die durch die Haͤlfte des Hubes dauert, ist der mittlere Druk auf den großen Cylinder, nach Abzug des Gegendrukes im Condensator, nur 0,365. Wenn man die Leistung jedes Cylinders beruͤksichtigt, sieht man bald, daß der Fehler bei dieser Maschine am großen Cylinder liegt, welcher weniger als der kleine leistet, waͤhrend das Gegentheil bei Woolf's Maschine Statt findet. Fuͤr den §. 23 findet man nach der Formel des Hrn. Choffel Textabbildung Bd. 62, S. 252 fuͤr den §. 24 66,86;  –    – §. 25 61,57;  –    – §. 26 74,12;  –    – §. 27 80,57;  –    – §. 28 87,51;  –    – §. 29 92,83. Man sieht, daß alle diese Resultate mit denen des Verfassers so nahe zusammentreffen, als es bei zwei ganz verschiedenen Berechnungsarten moͤglich ist. Nach der Correction der Berechnungen, welche wir fuͤr die Woolf'schen Maschinen machten, finden wir, daß diese ganz dasselbe Resultat geben, wie die eincylinderigen Maschinen bei gleichem Druk, gleicher Expansion und Condensation. Die Resultate des §. 16 und §. 29 finden wir auch wirklich identisch; wir wollen jedoch noch weiter durch den Kalkul die Identitaͤt beider Systeme darthun. Offenbar druͤkt der Dampf, welcher sich zwischen den zwei Kolben der Woolf'schen Maschine befindet, auf die beiden Cylinder in geradem Verhaͤltnisse mit ihrem Inhalte; wenn also z.B. die Inhalte im Verhaͤltniß von 1 zu 3 1/2 stehen, wird der Druk auf den kleinen Cylinder 1 und der auf den großen 3 1/2 seyn. Nun wird aber der mittlere Druk vom Beginn bis zu Ende der Expansion immer der naͤmliche seyn, sowohl bei einer Woolf'schen Maschine, als bei einer eincylinderigen. So ist der mittlere Druk waͤhrend der Expansion im Beispiele §. 25, das Mittel aus den 5 lezten Pressionen = 11,817/5 = 2,36; der mittlere Druk in §. 29 wird im ersten Theil, 9,25/8, Druk (4,648 × 8)/9,25 = 4,02; im zweiten Theil, 11,75/8, – = 3,16; im dritten Theil, 14,25/8, – = 2,60; u.s.w. Mittel aus allen 8 Pressionen 18,56/8 = 2,32. Der große Cylinder einer Woolf'schen Maschine ist von gleichem Inhalt wie der einer eincylinderigen, welche unter denselben Bedingungen arbeitet. Nun ist es augenscheinlich, daß wenn man in der Maschine mit einem Cylinder, die waͤhrend der Expansion Statt findende Wirkung besonders betrachtet, der mittlere Druk nur waͤhrend desjenigen Theils des Hubes auf den Kolben wirken wird, wo die Expansion vor sich geht, also in unserem Beispiele bei 5/7 des Hubes. In Woolf's Maschine wirkt der mittlere Druk auf den großen Kolben waͤhrend seines ganzen Laufes; da aber der Gegendruk auf den kleinen Kolben zu dem Druke auf den großen Kolben, nach Abzug des Gegendruks wie 2 zu 7 sich verhaͤlt, so wird der mittlere Druk des Dampfes nur waͤhrend 5/7 des Laufes des großen Kolbens nuͤzlich wirken. Man sieht hieraus, daß die Woolf'schen Maschinen, und die Maschinen mit einem Cylinder, wenn sie unter gleichen Umstaͤnden arbeiten, sich vollkommen gleich sind, und daß man sich der naͤmlichen Formeln zur Auffindung ihrer theoretischen Kraft bedienen kann. Betrachtungen uͤber die §§. 32, 33 und 34. Eine unter den Gewerbtreibenden allgemein verbreitete Idee, welche durch die pomphaften Ankuͤndigungen Perkin's neue Nahrung erhalten hat, ist die, daß es von großem Vortheil sey, Maschinen von sehr hohem Druk anzuwenden, und es gibt vielleicht sogar Leute, welche glauben, Dampf von doppelter Spannung liefere doppelten Nuzeffect. Dieser irrige Begriff vom Effect des Dampfes hat vielleicht eben so sehr seinen Ursprung in der Mehrzahl der Berechnungen, welche uͤber diesen Gegenstand bis jezt erschienen sind, und bei welchen man wohl die Resultate anzeigt, welche der Dampf bei einem gewissen Druk lieferte, aber nicht die Dampfmenge, welche verzehrt wurde. Wir sind hieruͤber mit Hrn. Emil Koͤchlin ganz einerlei Meinung. Bei den Dampfmaschinen im Allgemeinen besteht der Vortheil, den Dampf bei erhoͤhter Spannung anzuwenden, 1) und vorzuͤglich darin, daß das Verhaͤltniß des Gegendrukes zum Druke sich in dem Maaße vermindert, als die Spannung des Dampfes zunimmt; so vernichtet bei den Maschinen ohne Condensation der Widerstand, welchen die Luft dem Austritte des Dampfes entgegensezt, da der Gegendruk immer etwas uͤber 1 Atmosphaͤre betraͤgt, die Haͤlfte des Effectes, wenn der Kesseldampf 2 Atmosphaͤren hat; nur 1/10 des Effectes geht aber verloren, wenn der Dampf 10 Atmosphaͤren Spannung hat. 2) darin, daß das Volum des Dampfes mit der Temperatur waͤchst, und die theoretische Kraft im Verhaͤltnisse dieses Volums zunimmt. So nehmen 10 Kilogr. Dampf von 100° oder 1 Atmosphaͤre 16,960 Kubikdec. Raum ein; steigern wir dieselbe Menge Dampf auf 10 Atmosphaͤren oder 181,6°, so wird sie 2073,6 Kubikdec. erfuͤllen; nach dem Mariotte'schen Gesez sollten diese 10 Kilogr. nur 16960/10 = 1696 einnehmen; also bleibt ein Ueberschuß von 377,6 Kubikdec., durch welchen die Kraft in dem Verhaͤltnisse von 377,6 : 1696 oder ungefaͤhr um 1/4,4 vermehrt wird. Man begreift, daß wenn das Volum des Dampfes genau im umgekehrten Verhaͤltnisse mit dem Druk waͤre, es keinerlei Vortheil braͤchte sich hohen Druks zu bedienen, weil bei jedem Druk das Resultat dasselbe bliebe. Wenn man z.B. in der naͤmlichen Maschine Dampf von 1 Atmosphaͤre und hierauf solchen von 10 Atmosphaͤren wirken ließe, so wuͤrde die Wirkung auf den Kolben um das Zehnfache vermehrt; aber man beduͤrfte auch genau 10 Mal so viel Dampf. Wir haben den Druk von 10 Atmosphaͤren gewaͤhlt, um die Wirkung der Volumzunahme durch die Temperatur augenscheinlicher zu machen; waͤhlte man einen Druk, der nicht außer den Graͤnzen der Anwendbarkeit laͤge, z.B. 5 Atmosphaͤren, so waͤre der Vortheil nur noch beilaͤufig 1/7. Dieser Vortheil des hohen Drukes existirt nur, wenn man nach den Versuchen Clément's annimmt, daß der Dampf bei jeder Temperatur die naͤmliche constituirende Waͤrme enthaͤlt, und ein Kilogr. z.B. gleichviel Brennmaterial kostet, auf welchen Grad des Drukes er auch gesteigert wurde. Hr. Koͤchlin nimmt diese Theorie nicht an, und wir glauben mit Recht; er nimmt nach den engl. Schriftstellern, und nach den neuen Versuchen, welche in Paris gemacht worden sind, an, daß Dampf von hohem Druke mehr koste als solcher von niederem Druke. Bei dieser Annahme faͤllt der aus der Volumvergroͤßerung entspringende Vortheil der hohen Pressionen großen Theils wieder weg. In diesem Falle waͤren selbst die theoretischen Ergebnisse der hohen Pression, die in der Abhandlung angefuͤhrt sind, etwas zu groß, weil man nicht beruͤksichtigt hat, was der Dampf, bei hoher Pression, mehr kostet. Ein dritter Umstand kommt den hohen Pressionen noch zu Gunsten; man kann bei ihrer Anwendung den Effect nach dem Widerstande abaͤndern, indem man den Druk im Kessel verstaͤrkt oder vermindert. Außerdem werden auch mehrere wichtige Theile bei einer Hochdrukmaschine weniger voluminoͤs und also wohlfeiler. Wir haben die folgende Tabelle zusammengestellt, um den Effect hoher Pressionen anschaulich zu machen; die erste Spalte enthaͤlt den Druk in Atmosphaͤren, die zweite die theoretische Pferdekraft, welche man mit 1/10 Kilogr. Dampf in der Secunde in dem Falls erhaͤlt, wo man die Vermehrung des Dampfvolums beruͤksichtigt; die dritte Spalte gibt die Kraft in dem Falle an, wo man voraussezt, daß die Volume im umgekehrten Verhaͤltnisse mit den Pressionen stehen. Textabbildung Bd. 62, S. 255 Druk in Atmosphaͤren; Pferdekraͤfte bei dem Systeme, wo das Dampfvolum sich vergroͤßert; dort, wo das Volum des Dampfes im umgekehrten Verhaͤltnisse mit dem Druke steht Wir haben bei diesen Berechnungen den Gegendruk = 1,10 Atmosphaͤren angenommen. In der dritten Spalte wuͤrde das Maximum an Effect Statt finden, wenn der Gegendruk = 0 waͤre, und in diesem Falle waͤren die Resultate bei allen Pressionen die naͤmlichen. Bei einem Gegendruke = 0 waͤre der Effect Textabbildung Bd. 62, S. 255 man sieht, daß man sich in der dritten Spalte diesem Maximum naͤhert, ehe es jemals zu erreichen war. Da die Expansion in so hohem Grade die Gewalt des Dampfes vermehrt, so waͤre es wuͤnschenswerth, Mittel zu finden, dieselbe uͤber 4 1/2 auszudehnen, welches die hoͤchste ist, zu welcher man bis jezt in der Praxis geht. In diesem Falle und bei einer Maschine ohne Condensation wuͤrde Dampf von hohem Druke noch den Vortheil haben, eine staͤrkere Expansion zu erlauben. Fuͤr eine Expansion von 10 muͤßte man z.B. den Dampf etwas uͤber 10 Atmosphaͤren anwenden, damit am Ende des Kolbenlaufes der ausgedehnte Dampf dem Widerstande der Luft das Gleichgewicht halten kann. In §. 35 zaͤhlt der Verfasser die Ursachen der Widerstaͤnde bei den Dampfmaschinen, welche zusammen das Resultat dergestalt verringern, daß die nuͤzliche Kraft im Allgemeinen nur die Haͤlfte der theoretischen betraͤgt. Die meisten dieser Widerstaͤnde sind allen Dampfmaschinen gemein, und es ist also, wie der Verfasser sagt, unnuͤz, sie in Rechnung zu bringen, weil man sie in Summe von den theoretischen Resultaten abziehen kann. ES gibt indessen einige, die nicht bei allen Dampfmaschinen, wenigstens nicht in gleichem Grade vorkommen, und welche es nuͤzlich gewesen waͤre, theoretisch zu schaͤzen. Hieher gehoͤren: das Schwungrad, die Luftpumpe und die Kaltwasserpumpe. So brauchen gewisse Maschinen, wie z.B. diejenigen, bei welchen zwei oder drei Cylinder zusammen arbeiten, gar keines, oder nur ein sehr schwaches Schwungrad. Bei Expansionsmaschinen muß das Schwungrad aber um so wirksamer seyn, folglich auch um so mehr Kraft verzehren, je mehr die Expansion zunimmt. Die Kaltwasserpumpe ist bei Maschinen ohne Condensation von sehr geringer Bedeutung, weil sie nur ungefaͤhr 1/26 des Wassers hebt, welches eine Maschine mit Condensation bedarf; denn 1 Kilogr. Dampf gibt 6,50 Kilogr. Wasser von 100°, und da das Brunnenwasser 10 und das Condensationswasser beilaͤufig 35° hat, findet eine Temperaturerhoͤhung um 25° Statt. 1 Kilogr. Dampf wird also 100/25 Mal 6,50 Kilogr. oder 26 Kilogr. um 25° erhoͤhen. Fuͤr eine Woolf'sche Maschine von 20 Pferdekraͤften muͤssen ungefaͤhr 150 Kilogr. kaltes Wasser in der Minute auf 5 Meter oder 750 Kilogr. auf 1 Meter gehoben werden, was 1/6 Pferdekraft entspricht. Die Luftpumpe ist von diesen drei Ursachen des Widerstandes die wichtigste, und hat bei den Condensationsmaschinen großen Einfluß auf die Verminderung des Resultates. Der Widerstand der Luftpumpe besteht 1) in dem Druke der aͤußeren Luft, waͤhrend der Kolben aufsteigt, und der dem Ueberschusse des Luftdrukes uͤber den Druk im Condensator gleich ist. 2) in dem Widerstande, den der Kolben beim Hinabgehen erfaͤhrt, wo die Verbindung mit dem Condensator durch das Ventil abgesperrt wird, der Kolben die unter ihm befindliche Luft, den Dampf und das warme Wasser ausstoͤßt, und lezteres zu einer geringen Hoͤhe erhebt; 3) in der Reibung des Kolbens. Wir wollen den ersten dieser Widerstaͤnde, welcher der wichtigste ist, berechnen. Nach Christian ist der Durchmesser der Luftpumpe einer Woolf'schen Maschine ungefaͤhr 2/3 des großen Cylinders, der Hub aber der Haͤlfte des Hubes im großen Cylinder gleich. Wenn wir als Beispiel die im §. 15 der Abhandlung berechnete Maschine nehmen, wo der Kolben 31,36 Kubikdec. Flaͤche hat, so erhalten wir fuͤr die Flaͤche der Luftpumpe (√31,36) × 2 = (√x) × 3, woraus x = 13,93 □ Dec.; da man den Gegendruk im Condensator = 0,1 annimmt, so ist der Druk der Atmosphaͤre auf den Kolben der Luftpumpe beim Aufsteigen = 90 Kilogr. auf den □ Dec., und auf die Kolbenflaͤche 12,93 × 90 = 1253,70 Kilogr. Da der Hub des großen Kolbens 1 Met. in der Secunde betraͤgt, so ist der Hub der Luftpumpe 0,5 Met., und das durch diesen Kolben gehobene Gewicht ist 1253,70 × 0,5 = 628,85 Kilogr. auf 1 Met. gehoben. Da aber die Wirkung der Atmosphaͤre auf die Luftpumpe nur waͤhrend des Aufsteigens Statt findet, so muß man, um diesen Widerstand der Luftpumpe zu bekommen, obiges Resultat halbiren und erhaͤlt hienach 313,47 Kilogr. auf 1 Met. gehoben, oder 4,18 Pferdekraͤfte. Da wir fuͤr das Beispiel, §. 15, eine theoretische Kraft von 89,66 Pferden fanden, so ist die durch die Luftpumpe verzehrte Kraft ungefaͤhr 1/20 davon, ohne die Reibung und das zu hebende Wasser noch in Anschlag zu bringen. Was der Verfasser, §. 37, von den Schwierigkeiten sagt, fuͤr jedes System die Ursachen des Widerstandes und des Kraftverlustes nach ihrem Werthe zu schaͤzen, ist sehr gegruͤndet. Wir glauben indeß, daß eine genaue Bestimmung derselben durch Rechnung von hoher Wichtigkeit waͤre. Tredgold hat in seinem Werke uͤber die Dampfmaschine einen solchen Versuch gemacht, und so unvollstaͤndig dieser uns auch scheint, so muß man ihm doch Dank wissen, die Bahn gebrochen zu haben. Tredgold's Berechnungen haͤtten aber, um Gewicht zu erhalten, von Versuchen begleitet seyn sollen. Dieser englische Schriftsteller sucht nicht das Verhaͤltniß zwischen der theoretischen und nuͤzlichen Kraft zu bestimmen, wie es mehrere franzoͤsische Schriftsteller, unter Anderen Poncelet und Emil Koͤchlin gethan haben; er begnuͤgt sich, den Widerstand in jedem Systeme von Maschinen zu berechnen; er hat durchgehends groͤßere Coefficienten als diejenigen, welche die Versuche mit dem Zaume geben, durch welchen man sicher die bestimmtesten Resultate erhaͤlt, wenn man sie in gehoͤriger Anzahl anstellt; sein Coefficient aͤndert sich von 50 bis 60 Proc., waͤhrend der von Poncelet und dem Verfasser von 30 oder 35 bis 60 steigt. Deßwegen findet Tredgold im Allgemeinen gegen das, was die Praxis ergibt, einen zu geringen Brennstoffbedarf. An den Berechnungen Tredgold's ist zu tadeln, daß er die Reibung des Schwungrades nicht als Kraftverlust betrachtet hat. Mehrere der Systeme, auf welche er seine Berechnungen anwendet, koͤnnen allerdings fuͤr besondere Zweke des Schwungrades entbehren; aber man findet an fast allen feststehenden Dampfmaschinen Schwungraͤder, und daher koͤnnen Systeme ohne solche bis jezt nur als Ausnahmen betrachtet werden. Tredgold beginnt, nachdem er den Druk des Dampfes im Kessel ausgemittelt hat, damit, die Summe aller Widerstaͤnde von dem urspruͤnglichen Druke abzurechnen. Dieses Verfahren hat fuͤr Maschinen, wo der Dampf waͤhrend des ganzen Hubes mit gleichem Druke wirkt, keine Unbequemlichkeit; aber bei Expansionsmaschinen scheint es uns die Resultate gaͤnzlich fehlerhaft zu machen. Es hat nichts Natuͤrliches, und man wundert sich, wenn man vom Druke im Kessel, die Reibung der Kolben etc. abziehen sieht. Hinsichtlich der Expansion behauptet Tredgold, man koͤnne sie nicht weiter treiben, als bis der ausgedehnte Dampf den gesammten Widerstaͤnden das Gleichgewicht halte, welche Widerstaͤnde bei ihm, je nach der Verschiedenheit des Systems, gewoͤhnlich 4/10 und 5/10 betragen. Er schließt hienach, das Maximum der Expansion sey fuͤr den einen Fall 1/1,50 und fuͤr den anderen 1/2, waͤhrend fast alle Schriftsteller bis jezt eine viel staͤrkere Expansion angenommen und geglaubt haben, man koͤnne bis 4 gehen, wenn die Maschine so construirt ist, daß sie die Unregelmaͤßigkeit der Bewegung und der auf den Kolben wirkenden Kraft compensirt. Im ersten Augenblike haben die Gruͤnde Tredgold's einen Schein von Wahrheit; denn wenn der Dampf nicht mehr Kraft genug besaͤße, die Widerstaͤnde zu besiegen, so sollte die Maschine stille stehen. Dem ist aber nicht also; denn man begreift wohl, daß bei den eincylindrigen Maschinen das Schwungrad, und bei den zweicylindrigen die Kraft, welche in jedem Cylinder entwikelt wird, in Verbindung mit dem Schwungrade die Bewegung in den Augenbliken unterhaͤlt, wo der Dampf zu schwach wird, den Widerstand ganz allein zu uͤberwaͤltigen. Die Expansion vermehrt den Effect des Dampfes um Vieles, und um so mehr, je weiter sie gesteigert wird; wuͤrde man sich also mit der schwachen Expansion Tredgold's begnuͤgen, so muͤßten diese Maschinen als weniger vortheilhaft erscheinen. Es leidet keinen Zweifel, daß in der Praxis die Expansion ihre Graͤnze hat, und daß man vorerst die Spannung des Dampfes nicht unter die des Gegendrukes fallen lassen darf. Das Maximum der Wirkung findet Statt, wenn der Dampf, welcher in den Condensator eintritt, keinen groͤßeren Druk mehr hat, als derjenige ist, welcher im Condensator Statt findet.Wenn die Expansion so weit oder wenigstens beinahe so weit getrieben wird, so findet auch die schaͤdliche Ruͤkwirkung auf den Cylinder nicht mehr Statt, auf welche wir bereits oben aufmerksam machten, und man wird nichts mehr von dein donnernden Geraͤusche beim Eintreten des Dampfes in den Condensator vernehmen. Sezt man z.B. im §. 15 die Expansion auf 35 statt auf 3 1/2, so wird sich der Dampf bis zu 3,5/35 = 0,1 Atmosphaͤre expandiren, statt zu 1 Atmosphaͤre; und wir erhalten durch gleiche Berechnungsweise 130,8 Pferde als theoretischen Effect, statt 89,66. Ist der Gegendruk nur um 0,05 groͤßer, so vermindert sich das Resultat schon auf 109,4. Wenn man die Expansion auf 100 steigert, so gibt der Druk von 10 Atmosphaͤren das Maximum von Effect, weil der Dampf bis zu 10/100 = 0,1 oder bis zur Groͤße des Gegendrukes ausgedehnt wird; man erhaͤlt dann mit 10 Kilogr. Dampf auf den Meter 186,11 Pferdekraͤfte, oder mehr als das Doppelte des Effects im §. 15. Wir haben diese Berechnungen gemacht, um zu beweisen, wie sehr die Expansion die Wirkung des Dampfes vergroͤßert, und wie nothwendig es ist, die Expansion, so hoch es moͤglich ist, zu steigern; die Mechaniker sollen sich daher nicht entmuthigen lassen eine Construction auszumitteln, wobei eine starke Expansion mit einer regelmaͤßigen Bewegung vereinbar ist. Um zu diesem Zweke zu gelangen, waͤre es aͤußerst nuͤzlich zu bestimmen, bis zu welchem Grade man vernuͤnftiger Weise das Schwungrad verstaͤrken kann, um die Bewegung bei Maschinen mit einem Cylinder zu reguliren. Man sollte auch versuchen das Schwungrad zu umgehen, indem man Maschinen mit zwei Cylindern construirt, welche abwechselnd mit frischem Dampfe arbeiten. Im §. 40 hat sich der Verfasser desselben fehlerhaften Verfahrens zur Berechnung der Expansion in Woolf's Maschinen bedient, welches in diesem Berichte schon geruͤgt wurde. Die verbesserte Rechnung ist: 1ster Theil Volum 9,44/8 Druk (3,874 × 8)/9,44 = 3,28; 2ter Theil 12,32/8 = 2,51; u.s.f. Summe aller 8 Pressionen 14,46, dividirt durch 8: gibt 1,80 als mittleren Druk. Nachdem wir den Rest der Rechnung wie der Verfasser ausgefuͤhrt haben, finden wir die theoretische Kraft von 66 Pferden statt 61, und der Coefficient wird daher fuͤr diese Maschine 25,3/66 = 0,383 statt 0,41. §. 46 und §. 47. Ueber die Ursachen des Unterschiedes zwischen den Coefficienten der Watt'schen Maschinen und der Maschinen mit 2 Cylindern stimmen wir ganz mit dem Verfasser uͤberein. Tredgold findet durch seine Berechnungen annaͤhernde Resultate; er nimmt an, daß der Kraftverlust durch Widerstaͤnde und Dampfentweichungen bei Watt's Maschinen 0,368, und bei Woolf's Maschinen 0,520 der Totalkraft gleichkoͤmmt; er wuͤrde also im ersten Falle den Coefficienten 0,63, und im zweiten Falle 0,48 erhalten. Diese Coefficienten sind zu groß, und um sie mit denen, welche die Versuche mit dem Zaume ergeben, uͤbereinstimmend zu machen, muß man den Werth des Gegendrukes davon abrechnen, welcher bei Tredgold in der Formel begriffen ist. Die Watt'sche Maschine arbeitet mit 1,25 Atmosphaͤre, der Gegendruk ist 0,1, also 10/125 der urspruͤnglichen Kraft, welche hier als 1 betrachtet wird; also ist der Werth des Gegendrukes 1 × 10/25 = 0,08, was den Coefficienten fuͤr Watt's Maschine auf 0,57 zuruͤkfuͤhrt. In Woolf's Maschine in ihrem Normalzustande, wie §. 15, ist der mittlere Druk ungefaͤhr 2 Atmosphaͤren, der Gegendruk 0,1; also 1/20 der urspruͤnglichen Kraft oder 1 × 1/20 = 0,05, wodurch der Woolf'sche Coefficient auf 0,48 – 0,05 = 0,43 zuruͤkkoͤmmt. Wenn man die Rechnungen Tredgold's bis ins Einzelne durchgeht. findet man, daß nur die Zufuͤgung eines zweiten Cylinders den Coefficient der Woolf'schen Maschine erniedrigt, und da Hr. Emil Koͤchlin durchaus dieselben Gruͤnde fuͤr diese Differenz findet, so muß man sich nicht wundern, daß die Maschine des Hrn. Bouché in Thann, §. 45, keinen groͤßeren Coefficienten als 0,44 ergab. Augenscheinlich verursacht die Vermehrung der Reibung, welche die Anwendung zweier Cylinder mit sich bringt, dieß Resultat, und wir betrachten hienach den Versuch, §. 45, als sehr genau. Wegen der Correction, welche wir machten, stellt sich der mittlere Coefficient der Woolf'schen Maschine auf 0,383; derjenige der Watt'schen Maschine ist 0,55, und derjenige der Maschine mit Ausdehnung ohne Condensation und zwei Cylindern muß nothwendig zwischen beiden stehen und 0,44 seyn; er ist kleiner als der Coefficient der Watt'schen Maschine, wegen der zwei Cylinder aber groͤßer als der der Woolf'schen wegen der Luft- und Wasserpumpe. Hr. Emil Koͤchlin betrachtet diesen Coefficienten als zu klein, und glaubt mit Recht, daß das Schwungrad unverhaͤltnißmaͤßig groß und stark ist. Wir sind jedoch der Meinung, daß man diesen Kraftverlust durch das Schwungrad nicht auf 0,06, sondern bloß auf 0,03 anschlagen darf und nehmen fuͤr die Maschinen zweiter Classe als Coefficienten 0,47 statt 0,50 an. Der Verfasser stellt den mittleren Coefficienten der Expansionsmaschinen mit einem Cylinder und Condensator auf 0,40, waͤhrend derjenige der Woolf'schen Maschine 0,45 ist. Dieß scheint uns nicht genau, denn diese Maschinen haben nach der Theorie alle Vorzuͤge der Woolf'schen; der Kraftverlust durch Reibung und durch die Dampfleitungen muß aber viel geringer als bei solchen mit zwei Cylindern seyn. Diese Maschinen sollten also hinsichtlich ihres Coefficienten eher der Watt'schen, mit welcher sie die meiste Aehnlichkeit haben, gleich, mindestens nicht unter die Woolf'sche gestellt werden. Es bestehen uͤbrigens nur wenige oder gar keine solche Maschinen, weil man ihnen nicht die Regelmaͤßigkeit der Bewegung geben kann, welche fuͤr die meisten Industriezweke erfordert wird. Es gibt jedoch Faͤlle, wo diese Regelmaͤßigkeit nicht so nothwendig ist, wie bei Ausschoͤpfung des Wassers etc.; andererseits ist es nicht unmoͤglich, daß die Mechaniker noch Mittel finden, die Unregelmaͤßigkeit ohne große Kraftverzehrung aufzuheben. Nach den Correctionen, welche wir bei einigen Berechnungen gemacht haben, sind die Resultate der Tabelle, §. 48, fuͤr die Woolf'schen Maschinen nicht veraͤndert; denn wenn wir eine groͤßere theoretische Kraft gefunden haben, so ist dagegen der Coefficient dieser Maschinen verhaͤltnißmaͤßig verkleinert. Wir haben nur wenig uͤber die §§. 49 bis 53 zu sagen; uͤber die Maschinen mit niederem Druke hat bereits die Erfahrung entschieden; alle unsere Fabriken haben sie aufgegeben und selbst mit großen Opfern durch Woolf'sche Maschinen ersezt. Ueber die Expansionsmaschinen mit einem Cylinder und Condensation haben wir keine Erfahrung, und es ist sehr wahrscheinlich, daß man sie gegenwaͤrtig noch nicht fuͤr hinlaͤnglich gleichfoͤrmigen Gang auszufuͤhren vermag. Die Expansionsmaschinen mit einem Cylinder und ohne Condensation werden ziemlich haͤufig im Inneren Frankreichs und besonders in Paris angewandt, vorzugsweise aber in kleinem Maaßstabe von 1 bis 10 Pferdekraͤften. Die Einfachheit dieser Maschinen, der kleine Raum, dessen sie beduͤrfen, macht sie sehr geeignet, um in kleinen Dimensionen ausgefuͤhrt und in den Pariser Werkstaͤtten verwendet zu werden, wo es unmoͤglich waͤre, eine große Menge Wasser herbeizuschaffen. Nach der Tabelle, §. 48, koͤnnte diese Maschine hinsichtlich des Nuzeffects der Woolf'schen Maschine nur dann gleichgestellt werden, wenn sie mit 8 oder 9 Atmosphaͤren arbeitete. Der Verfasser hat fuͤr diese Maschine eine Expansion von 4 angenommen, welche uns unmoͤglich erreichbar zu seyn scheint. Mit der Expansion 3 beduͤrfte man 10 oder 11 Atmosphaͤren, um sie der Woolf'schen Maschine gleich zu stellen. Nehmen wir 10 1/2 Atmosphaͤren an, so erhalten wir Textabbildung Bd. 62, S. 261 Dieses Resultat, mit dem Coefficienten 0,45 multiplicirt, gibt dasselbe, wie die Woolf'sche Maschine im Normalzustande, §. 15, wenn man fuͤr leztere nur den Coefficient 0,383 nimmt. Außerdem sind die Annahmen bei der Berechnung fuͤr die Hochdrukmaschine sehr guͤnstig gewesen, da man nicht beruͤksichtigt hat, daß der Dampf bei hoͤherem Druke mehr kostet. Wenn man bei dieser Berechnung keine Ruͤksicht auf die Vergroͤßerung des Volums naͤhme, so waͤren 12 Atmosphaͤren erforderlich, damit diese Maschine der Woolf'schen gleichkaͤme. Dessen ungeachtet ist es nicht unmoͤglich, daß jene Maschine fuͤr gewisse Zweke wegen ihrer Einfachheit und ihres geringen Preises, ohne gaͤnzlich den Nuzeffect der Woolf'schen zu geben, dennoch mit dieser concurriren kann. Wir glauben indessen, daß die Mechaniker diese Maschine mit zwei Cylindern abwechselnd wirkend einrichten sollten, um die groͤßte Unbequemlichkeit, die Ungleichfoͤrmigkeit ihres Ganges, zu vermeiden. Eine solche Maschine ohne Condensation kann nur dann vortheilhaft werden, wenn man eine Expansion von wenigstens 4 hat; dann ist aber waͤhrend 5/8 des Kolbenlaufes der Druk geringer als der Widerstand, und das Schwungrad muͤßte daher waͤhrend dieser Zeit einen großen Theil der Arbeit verrichten. Es wird uns erlaubt seyn an der Ausfuͤhrbarkeit einer solchen Maschine mit regelmaͤßigem Gange zu zweifeln, wenn diese Regelmaͤßigkeit bloß durch ein Schwungrad, und nicht durch Anwendung zweier Cylinder erzielt werden soll. Bei der Maschine mit zwei Cylindern kann man das Schwungrad ganz weglassen oder es sehr schwach machen; man hat aber die Reibung eines Kolbens mehr, und der Kraftverlust, der durch das Streichen des Dampfes durch Roͤhren und Klappen entsteht, ist ebenfalls verdoppelt; es fragt sich aber, ob die Reibung eines ungeheuren Schwungrades, wie es fuͤr eine eincylindrige Maschine noͤthig waͤre, nicht noch groͤßer ist. Wir mißbilligen mit dem Verfasser die Anwendung der nicht condensirenden Maschinen in Spinnereien, mechanischen Webereien etc., wo man den verlorenen Dampf zur Heizung benuzen wollte. Der Verlust, den man an bewegender Kraft erlitte, waͤre weit groͤßer, als der Vortheil, der aus der Heizbarkeit des Dampfes gezogen werden koͤnnte. Der Verfasser glaubt ferner, daß in Faͤrbereien Woolf'sche Maschinen fast eben so gute Dienste leisten wuͤrden, als Maschinen ohne Condensation, und fuͤhrt als Hauptgrund gegen leztere an, daß sie bei hoͤherem Druke als die Woolf'schen Maschinen arbeiten muͤssen, also ihre Kessel weit mehr Reparaturen erfordern. Wir wissen indessen, daß man gegenwaͤrtig die Expansion bei Maschinen mit einem Cylinder nicht weiter als auf 3 steigert, und halten dieß fuͤr das Maximum; gewoͤhnlich findet sogar nur die Expansion 2 Statt. Wenn man nun mit 4 Atmosphaͤren arbeitet, hat der Dampf nach geschehener Expansion noch 4/3 = 1 1/3 Atmosphaͤren, was beinahe hinreicht, ihn in die Kufen zu treiben. Die Woolf'schen Maschinen arbeiten in ihrem Normalzustande mit 3 1/2 Atmosphaͤren; also beduͤrfte man fuͤr eine Maschine ohne Condensation nur 1/2 Atmosphaͤre mehr, und diese geringe Vergroͤßerung des Drukes wuͤrde gewiß die Reparaturen nicht sehr vermehren. Die vielen Reparaturen, welche bei Kesseln, die mit 5 oder 6 Atmosphaͤren arbeiteten, vorgekommen sind, fanden besonders im Anfange Statt, wo alle Siedroͤhren von Gußeisen waren, welches bei einem gewissen Hizgrade nicht mehr widersteht. Ueberdieß waren die Kessel aller Woolf'schen Maschinen, die in den lezten Jahren bei uns verfertigt wurden, wenigstens um 1/3 zu klein, und man mußte also das Feuer mehr verstaͤrken, als es der gewoͤhnliche Druk verlangt haͤtte. Jezt, wo uns die Erfahrung belehrt hat, werden Reparaturen immer seltener. Wir glauben mit dem Verfasser, daß man das Condensationswasser fuͤr die Faͤrbekufen benuzen koͤnnte; eine große Menge dieses Wassers (von bloß 35° C.) wird jedoch erzeugt, wovon man nicht auf der Stelle Gebrauch machen kann; man bedarf also ziemlich großer Behaͤlter, um dasselbe aufzubewahren. Um dieses Wasser gehoͤrig vertheilen zu koͤnnen, muß man es uͤberdies auf die Behaͤlter heben, wozu eine ziemliche Kraft erfordert wird. Das Wasser, welches nicht gleich verwendet werden kann, wird aber Waͤrme verlieren, und haͤufig wird sogar der Fall eintreten, daß alles condensirte Wasser den ganzen Tag uͤber nicht verbraucht werden kann. Diese Nachtheile fallen bei der Anwendung des Dampfes weg, welchen man nicht zu heben braucht, um ihn zu vertheilen, und von dem man immer sogleich Gebrauch machen kann, wenn, man das System befolgt, welches wir vorschlagen; man macht naͤmlich den Kessel nicht groͤßer, als er seyn muß, um die Maschine in Gang zu sezen, und errichtet dagegen noch einen zweiten Kessel bloß zur Erzeugung des Dampfes fuͤr die Faͤrbekufen, wenn der von der Maschine ausgestoßene Dampf nicht zureichte; die Dampfmaschine wird aber immer viel weniger Dampf von sich geben, als man fuͤr die gewoͤhnliche Arbeit bedarf, und also wird immer aller Dampf, den man von ihr erhaͤlt, sogleich benuzt werden koͤnnen. Es geht hieraus hervor, daß fuͤr Dampffaͤrbereien die Expansionsmaschine ohne Condensation der Woolf'schen vorzuziehen ist, weil der unmittelbare Gebrauch des Dampfes sicherer ist, als der des Condensationswassers; weil der Preis der Woolf'schen Maschine weit hoͤher ist, und weil es endlich keinen Nachtheil bringt, daß die Maschine ohne Condensation weniger Kraft entwikelt, das man alle Waͤrme, welche zum Gehen der Maschine erforderlich ist, nuͤzlich verwenden kann. Wir weichen hierin also von der Meinung des Verfassers ab, und muͤssen in diesem Falle der Maschine ohne Condensation entschieden den Vorzug vor der Woolf'schen zuerkennen. Wir koͤnnten noch mehrere Gruͤnde fuͤr diese Anwendung der Dampfmaschine angeben; da aber in diesem Augenblike ein junger Maschinist von Muͤlhausen eine solche Maschine baut, so wird die Erfahrung besser sprechen, als unsere Gruͤnde es vermoͤgen. Textabbildung Bd. 62, S. 264 Nummer des §. In der Abhandl.; Druk im Kessel in Atmosph.; Absperrung; System; Pferdekraft mit der Vergroͤßerung des Dampfvolums durch die Temperatur berechnet; Pferdekraft ohne die Vergroͤßerung des Dampfvolums durch die Temperatur berechnet; Theoretische; Praktische Maschinen; Maschinen ohne Condensator; Maschinen mit Condensator; Watt; Woolf; Aitken und Steel; Roentgen Wir fuͤgen hier eine Tabelle bei, welche die verschiedenen Bemerkungen, die wir uͤber die Berechnungen gemacht haben, zusammenfaßt. Wir haben ihr dieselbe Form, welche die in der Abhandlung hat, gegeben; wir haben aber noch den Theil Nr. 2 beigefuͤgt, in welchem der theoretische und praktische Effect ohne Beruͤksichtigung der Volumvergroͤßerung des Dampfes berechnet ist. In dem Theile Nr. 1 sind die §§. 12, 13, 20, 21 und 22 wie in der Abhandlung berechnet; alle anderen §§. aber nach Choffel's Formel. Im Theile Nr. 2 sind die §§. 12, 13, 20, 21 und 22, was den mittleren Druk betrifft, wie in der Abhandlung berechnet, nur hat man das Volum des Dampfes als im umgekehrten Verhaͤltnisse mit dem Druke stehend angenommen. Die uͤbrigen §§. dieses Theiles sind nach der logarithmischen Formel berechnet, indem man gleichfalls das Volum im umgekehrten Verhaͤltnisse zum Druke annahm. Bei Berechnung der Maschine von Aitken und Steel, §. 19, haben wir die Expansion zu 4 1/2 gesezt, weil das Verhaͤltniß der Cylinder wie 1 zu 3 1/2 ist, und nach vollendeter Expansion der Dampf den kleinen und großen Cylinder fuͤllt, folglich den Raum 4 1/2 einnimmt; in der Tabelle der Abhandlung ist nur 3 1/2 angenommen, was diese Maschine vortheilhafter erscheinen laͤßt, als sie wirklich ist. Die §§. 12, 13, 20, 21 und 22 haben die naͤmlichen Coefficienten behalten, da sie auf ganz gleiche Art wie in der Abhandlung berechnet wurden. Bei den Maschinen von Woolf und denjenigen von Aitken und Steel, §. 15, 16, 17, 18 und 19, mußten wir den Coefficienten nach §. 40 und §. 41 rectificiren. Die Maschinen mit Expansion und Condensation und einem Cylinder (§. 29 und 30) muͤssen wir mit dem Verfasser wegen des zur Regulirung noͤthigen großen Schwungrades fuͤr weniger vortheilhaft erklaͤren, als die Woolf'schen; wir sezen aber den Unterschied des Coefficienten aus schon besprochenen Gruͤnden nur auf 0,03. Fuͤr die Maschinen mit Expansion und Condensation, §. 23, 24, 25, 26, 27, 28, wurde der Coefficient nach dem in §. 45 angegebenen Versuche 0,44 gefunden, und Hr. Emil Koͤchlin glaubte ihn auf 0,50 fuͤr die zweite Classe sezen zu muͤssen, weil die Maschine, bei welcher der Versuch angestellt wurde, ein viel zu großes Schwungrad hatte, und daher einen kleineren Coefficienten geben mußte. Indem wir diesen Grund fuͤr wahr erkennen, scheint es uns jedoch hinlaͤnglich, den durch das Schwungrad verursachten Verlust auf 0,03 zu schaͤzen, wodurch sich der Coefficient fuͤr die zweite Classe dieser Maschinen nur auf 0,47 stellt. Wir haben auch fuͤr die naͤmlichen Maschinen den Unterschied zwischen starker oder schwacher Expansion nicht so hoch angeschlagen, als der Verfasser, weil der Versuch, durch welchen der Coefficient bestimmt wurde, an einer Maschine mit 2 Cylindern angestellt wurde, welche nothwendig ein geringeres Resultat ergeben mußte, als bei Anwendung eines Cylinders, wo der Verlust minder groß ist. Wir erinnern nochmals, daß fuͤr diese Tabelle, wie fuͤr die Tabelle der Abhandlung, die Pferdekraft zu 75 Kilogr. angenommen ist, die in der Secunde auf 1 Meter gehoben werden. Der Zwek, welchen Hr. Emil Koͤchlin bei seiner Abhandlung uͤber die Dampfmaschinen im Auge hatte, war, die Fabrikanten zu belehren, welchem Systeme sie den Vorzug zuerkennen sollten. Wir finden, daß der Verfasser diesen Zwek voͤllig erreicht und bewiesen hat, daß die Woolf'sche Dampfmaschine bei dem gegenwaͤrtigen Standpunkte der Mechanik die vortheilhafteste ist. Der Gedanke, in derselben Tabelle die theoretischen und praktischen, bei verschiedenen Systemen von Maschinen mit derselben Quantitaͤt Dampf erhaltenen Resultate zusammenzustellen, ist sehr gluͤklich. Nach unserer Meinung ist dieß ein großer Fortschritt in der Methode, solche Gegenstaͤnde zu behandeln, und derselbe verhindert die Verwirrung, welche die meisten Berechnungen, die man in den Werken uͤber die Dampfmaschinen findet, verursachen. Der Verfasser hat es vorgezogen, sich nicht der algebraischen Rechnungsweise zu bedienen, um sein Werk allgemein verstaͤndlicher zu machen; seine Arbeit ist dadurch etwas weitschweifiger, und die Resultate sind etwas weniger genau geworden; dieß ist aber ohne Zweifel kein Uebel, weil er so von Jedermann verstanden werden wird. Seine Arbeit wird ein großes Licht auf die Fragen uͤber die Dampfmaschine werfen; sie wird den Maschinisten bei ihren Berechnungen und Constructionen ein Fuͤhrer seyn, und den Gewerbsmann bei der Wahl, welche er treffen soll, leiten.Choffel's Abhandlung: uͤber die Art, den theoretischen Effect der Dampfmaschinen mit Expansion zu berechnen, welche der Bulletin ebenfalls mittheilt, folgt im naͤchsten Heft des Polyt. Journals. A. d. R.