| Titel: | Die Luftmaschine von D. W. van Rennes. | 
| Autor: | A. Slaby | 
| Fundstelle: | Band 231, Jahrgang 1879, S. 119 | 
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                        Die Luftmaschine von D. W. van Rennes.
                        Mit Abbildungen auf Tafel 12.
                        Slaby, über Rennes' Luftmaschine.
                        
                     
                        
                           Zu denjenigen Luftmaschinen, welche mit einem und demselben Luftgewicht arbeiten, und
                              									die man in Folge dessen „geschlossene Luftmaschinen“ nennt, ist im Laufe des
                              									letzten Jahres eine neue Construction holländischen Ursprunges hinzugekommen. Die
                              									Luftmaschine von D. W. van Rennes, in Deutschland
                              									vertreten durch die Fabrik von Fredenhagen in
                              									Offenbach, nahm auf der Fachausstellung der Kraft- und Arbeitsmaschinen für das
                              									Kleingewerbe in Erfurt im August v. J. die Concurrenz mit den bereits bewährten und
                              									in Deutschland verbreiteten Constructionen von Lehmann
                              									und von Stenberg (*1878 228 391) auf. In Erfurt hatte
                              									der Verfasser Gelegenheit, die nachfolgenden Studien und Messungen vorzunehmen.
                           Fig.
                                 										1 und 2 Taf. 12
                              									zeigen zwei verschiedene Anordnungen des Rennes'schen
                              									Motors. Der Erfinder hat das seit mehr als 10 Jahren verlassene Zweicylindersystem
                              									von Stirling und Laubereau
                              									(1876 219 196) wieder aufgenommen. Wie bei diesen ist
                              									auch bei ihm der Arbeitscylinder gesondert vom Verdrängercylinder angeordnet, mit
                              									der einzigen Abänderung, daſs der Arbeitscylinder oscillirend ausgeführt ist. Zwar
                              									ist bei der neueren Construction Fig. 1 die
                              									ganz untaugliche Verbindung des Arbeitscylinders mit dem Verdrängercylinder durch
                              									ein biegsames Rohr (Fig. 2)
                              									durch die bessere mit Hilfe eines hohlen Zapfens ersetzt worden; doch hat auch diese
                              									Anordnung alle Nachtheile des Zweicylindersystemes aufzuweisen, wozu in erster Linie
                              									die Vergröſserung der schädlichen Räume zu rechnen ist, die man grade in
                              									geschlossenen Luftmaschinen ängstlich zu vermeiden hat. In klarer Erkenntniſs dieses
                              									Uebelstandes hatte Lehmann seinerzeit das
                              									Zweicylindersystem verlassen und durch seine eincylindrige Construction das
                              									berechtigte Miſstrauen, das gegen alle Luftmaschinen Platz gegriffen hatte, in
                              									Deutschland wenigstens siegreich bekämpft.
                           Es scheint kaum nöthig, das auch der Rennes'schen
                              									Maschine zu Grunde liegende Princip der geschlossenen Luftmaschinen noch einmal zu
                              									erläutern. Ein bestimmtes, in der Maschine verbleibendes Luftgewicht wird
                              									abwechselnd erhitzt und abgekühlt; die dadurch hervorgerufene Variation in der
                              									Spannung wird in einem mit Kolben versehenen Arbeitscylinder ausgenutzt, indem durch
                              									den Kolben die Compression erfolgt, während die gröſsere Menge der eingeschlossenen
                              									Luft kalt, die Expansion dagegen vollzogen wird, während die gröſsere Menge der
                              									eingeschlossenen Luft warm ist. Der Ueberschuſs der Expansionsarbeit der heiſsen
                              									Luft über die Compressionsarbeit der kalten Luft ist die Production der Maschine an
                              									nutzbarer Arbeit, welche in geeigneter Weise einem Schwungrade mitgetheilt werden kann. Die abwechselnde
                              									Erhitzung und Kühlung der eingeschlossenen Luft wird bei der Rennes'schen Maschine in einem besonderen cylindrischen Gefäſs A durch den sogen. Verdränger bewirkt. Der Verdränger
                              									ist ein aus Blech luftdicht genieteter, allseitig verschlossener Hohlcylinder,
                              									dessen Durchmesser etwas kleiner ist als der Durchmesser des Cylinders A, so daſs zwischen beiden ein ringförmiger Raum
                              									bleibt, durch den die Luft vom oberen Theil des Cylinders in den unteren gelangen
                              									kann. Die Wandungen des unteren Theiles des Cylinders A
                              									sind in einem Ofen dem Feuer ausgesetzt und werden während des Betriebes
                              									rothglühend. Recht hübsch und einfach ist bei Rennes
                              									die Kühlung des oberen Theiles des Cylinders A durch
                              									einen oben offenen Wassermantel. Das Wasser kann ohne Schaden zum Sieden gebracht
                              									werden, wobei nur nach Maſsgabe der Verdampfung ein Ersatz bewirkt werden muſs; im
                              									regelmäſsigen Betriebe steigt jedoch die Temperatur nur selten auf Siedhitze. Die
                              									Hubbewegung des Verdrängers erfolgt durch eine Kurbel D
                              										(Fig. 1) mittels des Balancier E und der
                              									Kolbenstange F, welche in einer gut gedichteten
                              									Stopfbüchse durch den Deckel des Verdrängercylinders geführt ist. Schlieſslich ist
                              									noch die Arbeitskurbel G zu erwähnen, welche durch die
                              									Kolbenstange H mit dem Kolben des unten offenen
                              									oscillirenden Arbeitscylinders C verbunden und gegen
                              									die Verdrängerkurbel D um 95° versetzt ist.
                           Die Anordnung Fig. 2 mit
                              									der biegsamen Rohr Verbindung wird von Rennes aus
                              									leicht begreiflichen Gründen für gröſsere Maschinen bis zu 1 und 2e nicht mehr verwendet, wohl aber noch für die
                              									kleinen Modelle von 2 bis 3mk, von denen ein durch
                              									Gas geheiztes Exemplar auf der Erfurter Ausstellung für den Betrieb einer
                              									Nähmaschine aufgestellt war. Diese kleine Maschine arbeitete auſserordentlich sicher
                              									und ruhig und blieb sich vollständig selbst überlassen. Für kleinste Arbeitsleistungen, bei welchen der Brennmaterial verbrauch keine
                              									nennenswerthe Rolle spielt, scheint hiernach die Zukunft der Maschine gesichert; nur
                              									müſste der immerhin noch hohe Preis (180 M.) erheblich vermindert werden können.
                           Es soll im Folgenden eine gedrängte Berechnung der Arbeitsleistung der Maschine
                              									gegeben werden, aus welcher dann an der Hand der Versuchsresultate sich einige
                              
                              									interessante Folgerungen ergeben. Die Dimensionen der in Erfurt ausgestellten,
                              									nominell 1e-Maschine waren die folgenden:
                           
                              
                                 
                                 m
                                 
                              
                                 Durchmesser des Arbeitscylinders
                                 0,261
                                 
                              
                                 Kolbenhub
                                 0,297
                                 
                              
                                 Durchmesser des Verdrängercylinders
                                 0,500
                                 
                              
                                 Durchmesser des Verdrängerkolbens
                                 0,493
                                 
                              
                                 Hub des Verdrängerkolbens
                                 0,070
                                 
                              
                                 Länge des Verdrängercylinders
                                 1,050
                                 
                              
                                 Länge des Verdrängerkolbens
                                 0,975
                                 
                              
                                 
                                    
                                    
                                 m
                                 
                              
                                 Minimalentfernung des Verdrängers vom Heizbodensowie vom
                                    											Deckel
                                 0,0025
                                 
                              
                                 Die Voreilung der Verdrängerkurbel gegen
                                    											dieArbeitskurbel
                                 95°
                                 
                              
                                 Rauminhalt des Verbindungsrohres zwischen
                                    											Ver-drängercylinder und Arbeitscylinder
                                 0cbm,001176.
                                 
                              
                           Zur Vereinfachung der Rechnung sollen zunächst folgende
                              									Annahmen gemacht werden: 1) In den heiſsen und kalten Räumen der Maschine herrschen
                              									constante Temperaturen. 2) Der Uebergang der Temperaturen erfolgt nicht allmälig,
                              									sondern plötzlich. 3) Der Rauminhalt der ringförmigen Verdrängerspalte wird zur
                              									Hälfte zum heiſsen und zur Hälfte zum kalten Raum hinzugerechnet. – Die absoluten
                              									Temperaturen des heiſsen und kalten Raumes seien bezieh. T1 und T2.
                           Die Farbe des Heiztopfes war während der Dauer des Versuches eine normale
                              									Dunkelrothgluth, einer Temperatur von etwa 500° entsprechend; nimmt man die
                              									Temperatur des kalten Raumes auf 110 bis 115° an, so ergibt sich hieraus das
                              									Verhältniſs der absoluten Temperaturen:
                           \frac{T_1}{T_2}=\frac{273+500}{273+112}\sim
                                 										2,00 . . . . . (1)Es mag auffallend erscheinen, daſs diese wichtige Constante, welche in der
                                    											Berechnung der Leistung eine bedeutende Rolle spielt, an dieser Stelle durch
                                    											immerhin unsichere Schätzung bestimmt wird. In der That ist sie von mir nicht durch Schätzung bestimmt worden, sondern auf einem mühseligen und
                                    											zeitraubenden Wege, dessen theoretische Begründung und Herleitung in den Verhandlungen des Vereines zur Beförderung des
                                       												Gewerbfleiſses, 1878 S. 375 veröffentlicht ist. Nur so viel, daſs
                                    											die Ermittlung aus der Form der Diagramme im Zusammenhang mit der Steuerung
                                    											erfolgt, und daſs ich unter dem Werth \frac{T_1}{T_2}
                                    
                                    											eine Constante der Maschine verstehe, welche zwar im Wesentlichen ein Mittelwerth der auftretenden
                                    											Temperaturverhältnisse ist, im Uebrigen aber auch von sonstigen
                                    											gesetzmäſsigen und zufälligen Einflüssen, als Verhältniſs der Heiz- und
                                    											Kühlflächen, Geschwindigkeit des Luftstromes, Länge des Verdrängers, Weite
                                    											der Spalte u. dgl. abhängt.
                           Reducirt man sämmtliche Maſse auf den Querschnitt des Arbeitskolbens
                              										(F=0^{qm},053502), so ergeben sich folgende Werthe:
                           
                              
                                 
                                 
                                 m
                                 
                              
                                 Halber Hub des Arbeitskolbens
                                 r =
                                 0,149
                                 
                              
                                 Halber Hub des Verdrängers
                                 R =
                                 0,132
                                 
                              
                                 Länge des constanten kalten Raumes
                                 ek =
                                 0,031
                                 
                              
                                 Länge des constanten heiſsen Raumes
                                 eh =
                                 0,009
                                 
                              
                                 Länge des Verdrängers
                                 L =
                                 1,880
                                 
                              
                                 Querschnittfläche des Verdrängers
                                 f =
                                 0qm,050671.
                                 
                              
                           Zählt man die Kurbelwinkel von dem äuſseren Todtpunkt aus, so berechnet sich für
                              									einen beliebigen Kurbelwinkel φ der in der Maschine
                              									vorhandene heiſse Raum (auf die Kolbenfläche reducirt) in einfacher Weise:
                           h=0,190+0,132\;cos\,(\varphi+95^{\circ}). . .
                              									. . (2)
                           Für den kalten Raum findet man bei demselben Kurbelwinkel
                              									k=0,287+0,149\;cos\,\varphi-0,132\;cos\,(\varphi+95^{\circ}),
                              									oder unter Einführung eines Hilfswinkels ε:
                           k=0,287+0,207\;cos\,(\varphi-\varepsilon), . .
                              									. . . (3)
                           worin \varepsilon=39^{\circ}26'20''. Für
                              										\varphi=0 mögen die entsprechenden Werthe mit h0 und k0 bezeichnet werden.
                              									Es folgt:
                           k_0=0,447 \;\ldots\; h_0=0,179 . . . (4) und
                              									(5)
                           Die Spannung, welche in beiden Räumen der Maschine wegen der freien Verbindung
                              									derselben gleich groſs ist, betrage pk auf 1qm: Es bezeichne ferner gh das Luftgewicht des heiſsen Raumes, gk dasjenige des kalten
                              									und R die Constante der Luft = 29,27. Dann ist nach dem
                              									Mariotte-Gay-Lussac'schen Gesetz:
                           g_h=F\,\frac{hp}{RT_1} und
                              										g_k=\F\,\frac{kp}{RT_2}.
                           Das gesammte eingeschlossene Luftgewicht sei G, dann ist:
                           
                              G=g_h+g_k=\left(\frac{k}{T_2}+\frac{h}{T_1}\right)\,\frac{Fp}{R}.
                              
                           Bezeichnet man die Spannung in der Kurbelstellung
                              										\varphi=0 mit p0, so ist auch:
                           
                              G=\left(\frac{k_0}{T_2}+\frac{h_0}{T_1}\right)\,\frac{Fp_0}{R}.
                              
                           Das eingeschlossene Luftgewicht ist in beiden Fällen dasselbe;
                              									es folgt hieraus die Fundamentalgleichung:
                           \left(\frac{k}{T_2}+\frac{h}{T_1}\right)p=\left(\frac{k_0}{T_2}+\frac{h_0}{T_1}\right)p_0=\mbox{Const.}
                              									. . . (6)
                           Setzt man in diese Gleichung die oben berechneten Werthe, so
                              									erhält man:
                           \frac{p}{p_0}=\frac{3,193}{2,273+cos\,(\varphi-\beta)}, . .
                              									. . . . (7)
                           worin β ein Hilfswinkel und =
                              									23°2' ist.
                           Die Maximaluntersuchung liefert für \varphi=\beta das Minimum und
                              									für \varphi=180+\beta das Maximum; es wird
                              										p_{min}=0,975\,p_0 und
                              									p_{max}=2,508\,p_0.
                           Soll die Maschine mit Luft von atmosphärischer Spannung arbeiten, so muſs
                              										p_0=10000 sein, mithin wird:
                           p_{min}=9750^k\;\mbox{auf}\;1^{qm}. . . . . .
                              									. . . (8)
                           p_{max}=25080^k\;\mbox{auf}\;1^{qm}. . . . . .
                              									. . (9)
                           Bezeichnet man das Gesammtvolum der eingeschlossenen Luft bei einem beliebigen
                              									Kurbelwinkel und reducirt auf die Kolbenfläche mit v,
                              									so ist die bei einer Umdrehung geleistete Arbeit:
                           L=F\int_{\varphi=0}^{\varphi=2\,\pi}\,p\,dv.
                              									Es ist aber v=F\,(h+k)=F\,(0,477+0,149\,cos\,\varphi).
                           Setzt man für p und v die erhaltenen Werthe ein, so gibt die Lösung des
                              									bestimmten Integrals die für jede Umdrehung übertragene Arbeit, oder nach Division durch
                              									Kolbenhub und Kolbenfläche die nutzbare Mittelspannung:
                           P=4658^k\;\mbox{auf}\;1^{qm} . . . . . . . . .
                              									. . (10)
                           Das eingeschlossene Luftgewicht läſst sich am schnellsten in der Kurbelstellung
                              										\varphi=0 berechnen. Es ist:
                           G=F\left(k_0+\frac{h_0}{\frac{T_1}{T_2}}\right)\frac{p_0}{RT_2}=0^k,025471
                              									. . (11)
                           Für die Berechnung der hubweise zuzuführenden Wärmemenge soll folgende Ueberlegung
                              									maſsgebend sein. Das gesammte eingeschlossene Luftgewicht nimmt an der Aufnahme
                              									bezieh. Abgabe der Wärme nicht Theil. Ein gewisser Procentsatz des Luftgewichtes,
                              									derjenige, welcher die sog. schädlichen Räume der Maschine füllt, behält während der
                              									ganzen Dauer des Arbeitsprocesses seine Temperatur:, der eine Theil dieses
                              									Procentsatzes befindet sich im heiſsen Raum der Maschine, der andere im kalten. Die
                              									Summe beider mag als ruhendes Luftgewicht bezeichnet werden, während der übrig
                              									bleibende Theil des eingeschlossenen Luftgewichtes zweckmäſsig das wirkende
                              									Luftgewicht genannt werden kann. Beide sollen für die mittlere, in der Maschine
                              									herrschende Spannung berechnet werden. Bezeichnet man die letztere mit pm, so ist das gesammte
                              									ruhende Luftgewicht:
                           
                              G_r=F\left(k_{min}+\frac{h_{min}}{\frac{T_1}{T_2}}\right)\frac{p_m}{RT_2}.
                              
                           Durch eine Minimaluntersuchung der Formeln (2) und (3) folgt:
                              										h_{min}=0,058 und k_{min}=0,080; ferner
                              									nach (10): p_m=14658. Es ergibt sich nach Einsetzung dieser
                              									Gröſsen:
                           G_r=0^k,007586 . . . . . . . . . . . . . . .
                              									(12)
                           Nach Abzug des ruhenden Luftgewichtes vom gesammten eingeschlossenen erhält man das
                              									wirkende Luftgewicht:
                           G_w=G-G_r=0^k,017885. . . . . . . . (13)
                           Bei jedem Hub der Maschine ist dieses Luftgewicht von der
                              									Temperatur T2 auf die
                              									Temperatur T1 zu
                              									bringen. Die zuzuführende Wärmemenge findet sich nach der bekannten Formel:
                              										Q_1=G_wc_p\,(T_1-T_2), worin cp die specifische Wärme der Luft bei
                              									constantem Druck = 0,23751 bedeutet. Es ist:
                           Q_1=1^c,6481 . . . . . . . . . . . . . . . . .
                              									(14)
                           Bezeichnet man die für jeden Hub abzuführende Wärmemenge mit Q2, so ist Q1– Q2 die während des Arbeitsprocesses in nutzbare
                              									Arbeit umgesetzte Wärme. Letztere ist aber aus der berechneten nutzbaren
                              									Mittelspannung P zu finden:
                              										Q_1-Q_2=AP\,2\,rF, wenn A das
                              									mechanische Wärmeäquivalent = 1/424. Es wird:
                           Q_1-Q_2=0^c,17515 . . . . . . . . . . . . .
                              									(15)
                           
                           Durch Subtraction von Q1 und Q1 – Q2 erhält man schlieſslich die hubweise abzuführende
                              									und vom Kühlwasser aufzunehmende Wärmemenge:
                           Q_2=1^c,47295 . . . . . . . . . . . . . . . .
                              									. (16)
                           Aus den berechneten Wärmewerthen läſst sich ein Schluſs in Bezug auf die Güte des
                              									Arbeitsprocesses ziehen. Von Q1 Wärmeeinheiten, welche für jeden Hub zugeführt
                              									werden, setzt die Maschine Q1 – Q2
                              									Wärmeeinheiten in nutzbare Arbeit um. Der Quotient
                              										\frac{Q_1-Q_2}{Q_1} spielt in der Theorie der Luftmaschinen
                              									eine ähnliche Rolle wie das Güteverhältniſs in der Theorie der Dampfmaschinen. Es
                              									soll deshalb für den vorliegenden Zweck derselbe Name beibehalten werden. Es findet
                              									sich das Güteverhältniſs für die Rennes'sche Maschine
                              									hiernach:
                           
                              \eta=\frac{Q_1-Q_2}{Q_1}=0,10.
                              
                                 
                                 Bezieht man dieses Güteverhältniſs auf seinen Maximalwerth, d.h. auf das Güteverhältniſs des zwischen denselben
                                    											Grenztemperaturen T1 und T2 arbeitenden Carnot'schen Kreisprocesses, so erhält man den
                                    											Zeuner'schen Wirkungsgrad. Der Maximalwerth des Güteverhältnisses wird in
                                    											diesem Fall: \frac{T_1-T_2}{T_1}=0,50, der Zeuner'sche
                                    											Wirkungsgrad mithin = 0,20.
                                 
                              
                           Das Resultat ist allerdings ungünstig genug: Von derjenigen Wärmemenge, welche der Luft wirklich
                                 										zugeführt wird, läſst sich nur der zehnte Theil in Arbeit umsetzen. Rechnet man
                                 										den Nutzeffect der Feuerung zu 0,50, so setzt die Rennes'sche Luftmaschine von
                                 										der in den zugeführten Kohlen vorhandenen Wärmemenge 5 Proc. und unter
                                 										Berücksichtigung eines WirkungsgradesGebremste Arbeit dividirt durch indicirte Arbeit. Vergleichsweise mag
                                       												angeführt werden, daſs man in groſsen Dampfmaschinen neuerer
                                       												Construction vom Wärmewerth der Kohlen bis zu 10 Proc. in nutzbare
                                       												Arbeit umsetzen kann. von 0,50, etwa 2,5 Proc. in nutzbare
                                 										Arbeit um.
                           Zum Schluſs mag noch die Kohlenberechnung folgen. Für jeden Hub sind Q1 Wärmeeinheiten
                              									zuzuführen. Nimmt man an, daſs die Maschine, wie von der Fabrik behauptet wird, 130
                              									Touren in der Minute machen kann, so stellt sich die Leistung bei einem Wirkungsgrad
                              									von 0,50 auf: L=\frac{0,053502\times 4658\times 130\times 2\times
                                 										0,149}{60\times 75\times 2}\sim 1^e. Rechnet man den Heizwerth der
                              									Kohlen zu 6000°, so ergibt sich der Kohlen verbrauch für Stunde und Pferdestärke bei
                              									0,50 Nutzeffect der Heizung: K=\frac{Q_1\times 130\times 60}{6000\times
                                 										0,5}=4^k,28.
                           Gemeinsam mit Herrn Docent Brauer wurde vom Verfasser
                              									auf der Erfurter Ausstellung das nachfolgende Protokoll über eine mit der Rennes'schen Maschine vorgenommene Kraftmessung
                              									aufgenommen:
                           
                           Bericht über die mit einer Rennes'schen Heiſsluftmaschine von nominell 1e auf der Ausstellung von Kraft- und Arbeitsmaschinen für das Kleingewerbe
                              									in Erfurt durch das Preisgericht vorgenommenen Brems- und Indicatorversuche.
                           Die Versuche bezweckten die Feststellung des
                              									Brennmaterialverbrauches für Pferdestärke und 10stündigen Arbeitstag. Letztere
                              									Bezugseinheit wurde gewählt, um die täglich erforderliche Kohlenmenge für das
                              									Anheizen in richtiger Weise berücksichtigen zu können. Die Versuche zerfielen in 4
                              									Perioden, von denen die erste für das Anheizen, die zweite und dritte für den
                              									Arbeitsgang und die vierte für den Auslauf bestimmt war. Die Mittelwerthe aus den
                              									einzelnen Betriebsresultaten sind in folgender Tabelle zusammengestellt:
                           
                              
                                 Durchmesser des Arbeitscylinders
                                 261mm
                                 
                              
                                 Hub des Arbeitskolbens
                                 297mm
                                 
                              
                           
                              
                                 
                                 Nummer der Periode
                                 I
                                 II
                                 III
                                 IV
                                 
                              
                                 
                                 Datum des Versuches
                                 6. Aug. 1878
                                 6. Aug. 1878
                                 6. Aug. 1878
                                 6. Aug. 1878
                                 
                              
                                 
                                 Zeit
                                 11 U. 50–1 U. 25
                                 1 U. 25–1 U. 35
                                 1 U. 35–5 U. 24
                                 5 U. 24–6 U. 20
                                 
                              
                                 1
                                 Dauer der Periode
                                 1 St. 35 M.
                                 10 Min.
                                 3 St. 49 M.
                                 56 Min.
                                 
                              
                                 2
                                 Mittlere Tourenzahl
                                 –
                                 57,75
                                 99,16
                                 99,16 bis 0
                                 
                              
                                 3
                                 Reducirte Belastung derBremse
                                 –
                                 3k,61
                                 3kg,11
                                 3,11 bis 0
                                 
                              
                                 4
                                 Hebellänge der Bremse
                                 –
                                 1m,187
                                 1,m187
                                 1m,187
                                 
                              
                                 5
                                 Nutzbarer Mitteldruck
                                 –
                                 0k,328
                                 0k,282
                                 
                                 
                              
                                 6
                                 Anzahl der berechnetenDiagramme
                                 –
                                 2
                                 8
                                 –
                                 
                              
                                 7
                                 Gebremste Arbeitsstärke
                                 –
                                 0e,345
                                 0e,594
                                 0,594 bis 0
                                 
                              
                                 8
                                 Indicirte Arbeitsstärke
                                 –
                                 0e,69
                                 1e,02
                                 1,02 bis 0
                                 
                              
                                 9
                                 Wirkungsgrad
                                 –
                                 0,50
                                 0,58
                                 –
                                 
                              
                                 10
                                 Brennmaterialverbrauch:
                                 
                                 
                                 
                                 
                                 
                              
                                 
                                 a) Steinkohle
                                 –
                                 
                                 6k
                                 
                                 
                              
                                 
                                 b) Kokes
                                 13k,7
                                 
                                 11k
                                 
                                 
                              
                                 
                                 c) Kiefernholz
                                 1k
                                 
                                 –
                                 
                                 
                              
                                 11
                                 Brennmaterialverbrauchfür Stunde u. Pferdest.für die II. u. III.
                                    											Periode
                                 
                                 
                                 7k,3
                                    											Gemisch
                                 
                                 
                              
                                 12
                                 Brennmaterialverbrauchfür Pferdestärke und10 stünd.
                                    											Arbeitstag
                                 
                                 
                                 97k,6
                                    											Gemisch
                                 
                                 
                              
                           Bemerkung. Bei Berechnung der letzten Zahl ist 1k Holz = ⅔k
                              									Kokes gesetzt, demnach die zum Anheizen erforderliche Brennmaterialmenge = 14k,4 Kokes. Da 4 Stunden Arbeit 17k Brennmaterial brauchten, so wären in 10 Stunden
                              									42,5 erforderlich, also eingeschl. Anheizen 56k,9
                              									für 0e,583 im Mittel, hiernach für Tag und Pferd =
                              									56,9 : 0,583 = 97k,6 Gemisch.
                           E.
                                 									Brauer.                                                             Dr. A. Slaby.
                           Zunächst ist aus dem Protokoll die Thatsache zu entnehmen, daſs die Leistung der
                              									Maschine durchweg weit unter der von der Fabrik angegebenen und im Obigen durch
                              									genaue Rechnung controlirten Höhe geblieben ist. Berücksichtigt man für den
                              									Vergleich nur die dritte Periode (von 3 Stunden 49 Minuten Länge), während welcher
                              									die Maschine eine ziemlich constante Leistung aufzuweisen hatte, so stellen sich die
                              									Differenzen folgendermaſsen:
                           
                           
                              
                                 
                                 Touren-zahl
                                 NutzbarerMittel-druck
                                 IndicirteLeistung
                                 Nutz-leistung
                                 Brennmaterial ver-brauch für Stundeund
                                    											Pferd
                                 
                              
                                 Angegeben oderberechnet
                                 130
                                 k auf 1qc0,4658
                                 e2
                                 e1
                                 k4,28
                                 
                              
                                 Gemessen
                                 99
                                 0,282
                                 1,02
                                 0,594
                                 7,3
                                 
                              
                           Die Maschine arbeitete während der ganzen Dauer des Versuches geräuschlos, schien
                              									äuſserlich in gutem Zustande und wurde von einem erfahrenen und intelligenten Heizer
                              									bedient.
                           Es drängt sich nun die Frage auf, worin der Grund für diese anscheinend ganz
                              									unverhältniſsmäſsige Minderleistung lag? Aus den Diagrammen, welche zahlreich
                              									aufgenommen wurden und die von groſser Gleichmäſsigkeit blieben, war eine Erklärung
                              									ohne weiteres nicht zu entnehmen. Klar wurde mir erst die Sache, als ich das
                              									theoretische Arbeitsdiagramm construirte und mit den aufgenommenen
                              									Indicatordiagrammen verglich.
                           Das Diagramm jeder geschlossenen Luftmaschine läſst sich nach folgendem Verfahren
                              									ziemlich schnell construiren. Die Gleichung:
                           
                              \frac{p}{p_0}=\frac{3,193}{2,273+cos\,(\varphi-\beta)}
                              
                           kann als eine Polargleichung aufgefaſst werden und stellt eine
                              									Ellipse dar, deren Focus mit dem Pol zusammenfällt, deren Hauptachse aber einen
                              									Winkel – β mit der Directrix des
                              									Polarcoordinatensystemes einschlieſst. Die Hauptachsen dieser Ellipse lassen sich
                              									berechnen; für den vorliegenden Fall ist a=1,742 und
                              										b=1,564,
                              									\beta=23^{\circ}2'. Schlägt man um den Focus einen Kreis mit dem
                              									Radius der Arbeitskurbel, so erhält man die den einzelnen Kurbelstellungen
                              									entsprechenden Spannungen als Fahrstrahlen der Polarellipse. In Fig. 3 Taf.
                              									12 ist die Construction durchgeführt. Die punktirte Diagrammlinie ist die
                              									construirte, die ausgezogene dagegen die an der Maschine selbst abgenommene. In den
                              									Kurbelstellungen 0 bis 6
                              									und 18 bis 24 stimmen
                              									beide Diagramme fast vollständig überein; in denjenigen Kurbelstellungen jedoch, in
                              									denen sich der Kolben in der inneren Hälfte seines Hubes befindet, die Luft also
                              									comprimirt ist, weichen die Diagramme erheblich von einander ab. Hiernach bleibt nur
                              									eine Erklärung übrig: Die Maschine ist während des Versuches
                                 										undicht gewesen.Meine Vermuthung wurde durch eine nachträglich mir zugegangene Mittheilung
                                    											des Hrn. Fredenhagen bestätigt, wonach sich bei
                                    											der Zerlegung der Maschine in Utrecht im Feuertopf ein kleiner Riſs gefunden
                                    											hat.
                           Es wäre Unrecht, wenn man hiernach auf Grund des mitgetheilten Prüfungsprotokolls ein
                              									absprechendes Urtheil über die Rennes'sche Maschine
                              									fällen wollte. Daſs dies in Erfurt seitens des Preisgerichtes geschehen ist, findet
                              									seine natürliche Erklärung darin, daſs während des fast 7stündigen Versuches keine einzige Erscheinung
                              									auftrat, aus welcher man mit Bestimmtheit auf eine Undichtigkeit der Maschine hätte
                              									schlieſsen können. Es muſste angenommen werden, daſs die gemessene Leistung die
                              									wirklich normale der Maschine ist.
                           Dr. A. Slaby.
                           
                        
                     
                  
               Tafeln
