Ueber die Ausführung von Heizversuchen im Dampfkesselbetriebe; von Ferd. Fischer. Mit einer Abbildung F. Fischer, über Heizversuche im Dampfkesselbetriebe. Smeaton scheint zuerst die Verdampfungskraft der Steinkohlen im Groſsen bestimmt zu haben; er fand i. J. 1772, daſs 1k Kohle 7k,88 Wasser von 100° verdampfte. Die folgenden Versuche von Ormesson, Garnier u.a.Bayerisches Industrie- und Gewerbeblatt, 1878 S. 113. ergaben nur durchaus unbrauchbare Resultate, während die Heizversuche von Johnson (1845 98 133), sowie die von de la Beche und Playfair (1840 110 212. 263. 1849 114 345) bereits mit groſser Sorgfalt ausgeführt sind, wegen Nichtbeachtung der Verluste durch die Rauchgase aber doch nur einen beschränkten Werth haben. Dasselbe gilt von den mit so groſsem Aufwände an Geld und Arbeit ausgeführten Versuchen von BrixBrix: Untersuchungen über die Heizkraft der wichtigeren Brennstoffe des preuſsischen Staates (Berlin 1853)., welcher zwar genau Barometerstand, Windrichtung, Beschaffenheit des Wetters u. dgl. angibt, dagegen die Rauchgase nicht untersucht hat, weil der dafür angeschaffte Apparat (a. a. O. * S. 11 und 29) in der That völlig unbrauchbar war. Bedenklich ist auch die geringe Menge der zu einem Versuche angewendeten Brennstoffe, die nur 150 bis 400k (bei Holz und Torf bis 600k) betrug, während man zum Anheizen des Kessels bis 145k Holz benutzte. So wurden z.B. 45k Holz zum Anheizen und nur 150k des zu untersuchenden Brennstoffes verwendet (a. a. O. S. 137 und 143). Mehr Vertrauen verdienen die an einem Betriebskessel ausgeführten Versuche von HartigE. Hartig: Untersuchungen über die Heizkraft der Steinkohlen Sachsens (Leipzig 1860)., für die je 1500k Kohlen verwendet wurden. Leider sind aber die Temperaturen der abziehenden Gase mangelhaft und zu selten bestimmt (innerhalb 24 Stunden meist nur 2 bis 3 Mal), die Zusammensetzung derselben ist aber gar nicht berücksichtigt. Immerhin sind die Ergebnisse dieser Arbeit in sofern werthvoll, als sie zeigen, daſs beim praktischen Dampfkesselbetrieb 42 bis 71 Procent der aus der Elementaranalyse der Kohlen berechneten theoretischen Heizkraft für die Dampfbildung nutzbar gemacht werden (a. a. O. S. 465). Brix hatte mit seinem Versuchskessel für Steinkohlen 52 bis 75 Proc. gefunden; ähnlich Johnson, Playfair und C. v. HauerC. v. Hauer: Die fossilen Kohlen Oesterreichs, 1862., so daſs danach SteinStein: Untersuchung der Steinkohlen Sachsens, 1857 S. 26. annimmt, der praktische Nutzwerth der Kohlen betrage ⅔ des aus ihrer Zusammensetzung berechneten Brennwerthes. WeinligTechnische und gewerbliche Mittheilungen des Magdeburger Vereines für Dampfkesselbetrieb, 1877 Heft 6. fand 40 bis 73 Proc. Scheurer-Kestner (* 1870 196 22. 1871 200 459. 202 312) hat das Verdienst, zuerst gezeigt zu haben, wie die einzelnen Wärme Verluste bei Dampfkesselfeuerungen bestimmt werden können. Leider war die Untersuchung der Rauchgase, wie bereits gezeigt, noch mangelhaft (1878 227 175), so daſs die gefundenen Werthe nicht zuverlässig sind. Dasselbe gilt von den Versuchen Weinhold's (1876 219 25), der auſserdem unrichtige Zahlen für die specifische Wärme der Verbrennungsgase gewählt hat. Leider sind auch bei den von R. Weinlig mit so groſser Sorgfalt ausgeführten Verdampfungsversuchen die Rauchgase von Alberti und Ilempel (vgl. 1878 228 439) nach einer geradezu unglücklichen Methode untersucht (daſs die Rauchgasanalysen nicht richtig sind, ergibt sich auf den ersten Blick aus den mitgetheilten Zahlen, namentlich der Versuchsreihe L), so daſs die erhaltenen Resultate zwar von groſsem praktischen Werthe sind, nicht aber eine Trennung und Bestimmung der einzelnen Verlustquellen zulassen. Wie sehr verschieden aber die Resultate sein können, wenn diese Verluste, namentlich die durch die abziehenden Rauchgase herbeigeführten, nicht genau berücksichtigt werden, zeigen die von der Industriegesellschaft in Mülhausen seit dem J. 1860 ausgeführten Preisheizversuche.Bulletin de la Société industrielle de Mulhouse, 1860 Bd. 31 S. 335 bis 1877 Bd. 47 S. 513. Bayerisches Industrie- und Gewerbeblatt, 1878 S. 216. Die betreffenden Heizer sind vorher nach einem gleichen System unterrichtet und haben dann an dem gleichen Kessel längere Zeit den Herd zu bedienen. Es wird die Menge der verbrauchten Brennstoffe, deren Rückstände und die erhaltene Dampfmenge bestimmt. Nachfolgende Tabelle zeigt die Mittelwerthe der so erhaltenen Resultate: Jahrgang Aschengehaltder Kohle Von 1k verdampfte Wassermenge ProcentischerUnterschied in derLeistung der Heizer bei 10 Proc.Aschengehalt für brennbareSubstanz 1861   9,6 6,93   7,68 15,3 1862 10,8 7,59   8,35   4,2 1863 12,4 7,43   8,25 18,7 1864 13,3 7,55   8,39 10,4 1865 21,6 7,67   8,51   9,6 1866 20,9 6,47   7,18 28,2 1867 17,7 7,64   8,48 16,6 1868 11,0 7,41   8,22   7,5 1869 16,1 7,24   8,02   8,0 1873 23,4 8,40   9,33 – 1874 17,1 8,31   9,22   7,1 1875 18,4 9,03 10,02 10,0 1877   7,6 8,74   9,69   8,5 Der Unterschied in den Leistungen der einzelnen Heizer beträgt also bis 28 Proc. Ja als im J. 1863 drei der Heizer sich einer engeren Concurrenz unterwarfen, verdampften sie mit 1k aschenfreier Kohle 8,45, 8,24 und 8k,17 Wasser, unmittelbar vorher, also unter genau denselben Verhältnissen, aber nur 7,37, 7,37 und 7k,30. Wenn solche Unterschiede durch gleichmäſsig gut geschulte Heizer, an derselben Kesselanlage und mit denselben Brennstoffen vorkommen, welche wohl nur auf die Beschaffenheit der abziehenden Rauchgase zurückzuführen sind, so wird man zugeben, daſs der Werth der Versuche von Hallauer (* 1875 216 197), Ehrhardt (1875 218 271. 1876 220 555), Strupler (1876 220 474. 496), Teichmann (1877 226 461), Hvgentobler (1878 227 330) und MünterZeitschrift des Vereines deutscher Ingenieure, 1878 S. 1., bei denen nur die Temperaturen bestimmt sind, und mehr noch die der Versuche von Smits (1851 121 185), Stammer (1861 162 401), Williams (* 1862 166 48), SauerweinMittheilungen des hannoverschen Gewerbevereines, 1863 S. 137., Prüsmann (1868 187 353), Thometzek (1872 203 417), Schmeltzer (1872 204 430), R. SchneiderCivilingenieur, 1878 Bd. 22 S. 132., IsherwoodJournal of the Franklin Institute, 1879 Bd. 107 S. 97., von der kaiserlichen Werft zu Wilhelmshaven (1877 224 104) u.a., bei denen selbst die Temperatur gar nicht oder doch sehr mangelhaft berücksichtigt ist, in keinem Verhältniſs zu dem Aufwände an Arbeit und Geld stehen, welchen sie erfordert haben. Nur wenn die Ursachen der einzelnen Verluste genau und unter den verschiedensten Verhältnissen festgestellt werden, können solche Heizversuche ihren Hauptzweck erfüllen: für die Construction und Wartung der Dampfkesselfeuerungen die erforderlichen Anhaltspunkte zu geben, wie diese Verluste vermieden oder doch möglichst vermindert werden können. Bei der Ausführung von Heizversuchen mit Dampfkesseln – sei es, daſs dadurch die Beschaffenheit der Dampfkesselfeuerung, sei es, daſs der Heizwerth eines Brennstoffes festgestellt werden soll – ist zu bestimmen, wie viel Wasser mit 1k des Brennstoffes verdampft wird. Die Menge des dem Dampfkessel während des Versuches zugeführten Wassers ist leicht durch Wiegen oder Messen festzustellen (vgl. *1876 219 19). Schwieriger ist es zu erreichen, daſs nach Beendigung des Verdampfungsversuches im Kessel genau dieselbe Wassermenge vorhanden ist als bei Anfang desselben. Selbst bei Berücksichtigung der Ausdehnung des KesselsVgl. Hartig: Untersuchungen über die Steinkohlen Sachsens, S. 21. und des Wassers werden hier leicht Fehler gemacht, welche nur durch längere Dauer der Versuche, wie sie z.B. Hartig und Weinlig ausführten, unmerklich werden. Die Menge des zugeführten Speisewassers darf aber noch nicht als wirklich verdampft angesehen werden, da der Dampf aus verschiedenen Dampfkesseln oft erhebliche Wassermengen (bis 20 Proc.) mit sich fortreiſst, falls keine Dampftrockner angewendet werden (vgl. * 1873 207 353. * 1875 218 92. * 1878 227 123. * 1879 232 215). Den Wassergehalt des Dampfes bestimmt Hallauer (* 1875 215 512) aus der durch die Condensation einer bestimmten Dampfmenge frei werdenden Wärme; ebenso Hugentobler (1878 227 331). Diese von Hirn angegebene Methode leidet nach C. LindeZeitschrift der Dampfkesseluntersuchungs- und Versicherungsgesellschaft, 1878 S. 41. an dem Fehler, daſs sehr feine Wägungen eines schweren Calorimeters nöthig sind, so daſs der Versuch nur dann richtige Resultate geben kann, wenn genaue physikalische Instrumente zur Verfügung stehen. Derselbe hat daher statt eines Einspritzcondensators einen Oberflächencondensator angewendet. Der Apparat besteht aus einem geschlossenen cylindrischen Gefäſse, welches in eine Wasserleitung ab eingeschaltet wird. In diesem Gefäſse befindet sich eine Kühlschlange s, welche durch einen Hahn mit der Dampfleitung D in Verbindung gesetzt ist. Die Spirale ist am unteren Ende mit einem Hahn h zum Ablassen der condensirten Mischung versehen, mit welchem gleichzeitig die Menge des zu untersuchenden Dampfes geregelt werden kann. Die Temperaturen des Kühlwassers, beim Eintritt in den Apparat und Austritt aus demselben, sowie die der condensirten Mischung werden fortlaufend an den Thermometern t', t'' und t2 abgelesen. Wärmeverluste durch Leitung und Strahlung sind durch sorgfältige Einhüllung des ganzen Apparates möglichst vermieden. Durch Oeffnen des Hahnes an der Dampfleitung tritt die Mischung in die Kühlschlange ein und verflüssigt sich dort; die hierdurch frei werdende Wärme W1 wird von dem Kühlwasser aufgenommen und kann durch Messung der gesammten Kühlwassermenge und Berechnung der Mittelwerthe aus den Ablesungen t' und t'' ermittelt werden. Die austretende Mischung G wird ebenfalls gemessen und der Mittelwerth aus den Thermometerablesungen t2 berechnet. Textabbildung Bd. 232, S. 240 Linde hat bis jetzt mit dem Apparate sehr eigenthümliche Resultate gefunden, aus denen er schlieſst, daſs die Angaben der elsässischen Ingenieure nicht richtig sein können. Er fand nämlich bei einer Reihe von Versuchen genau trockenen, gesättigten Dampf, aus dem Condensationsproceſs der Dampfmaschine aber einen Wassergehalt des Dampfes von 7 bis 12 Proc. Er erklärt dies daraus, daſs der Dampf in der Richtung des Hauptrohres an der Mündung des rechtwinklig angesetzten Dampfröhrchens vorbeiströmt und somit rechtwinklig abgelenkt werden muſs. Das mitgerissene Wasser geht nun vermöge seines gröſseren specifischen Gewichtes einfach an der Oeffnung vorbei und es geht nur der rein gesättigte Dampf hinein. Es bleibt also nichts übrig, als das Rohr in die Richtung des Hauptrohres umzubiegen. Aber auch da wird der Versuch nur dann richtig sein, wenn das Verhältniſs der beiden Rohrquerschnitte dasselbe ist, wie das Verhältniſs der Dampfmengen in beiden Rohren; denn wenn das Dampfröhrchen einen verhältniſsmäſsig gröſseren Querschnitt hat, so wird sämmtliches Wasser, welches in dasselbe eintritt, mitgehen, während der Dampf sich natürlich nach der Menge, welche der Hahn durchläſst, regelt. Linde glaubt daher, daſs diese Methode, von der man sich so viel versprochen hat, sehr miſslich ist und groſse Sorgfalt erheischt. Für vollkommen zuverlässig hält er sie vorläufig nur dann, wenn die Condensation und Messung sich auf die gesammte Dampfmenge erstreckt, was natürlich nur bei kleinen oder bei solchen Kesselanlagen durchführbar erscheint, welche speciell zu Versuchszwecken eingerichtet sind.Im Principe führt nach Heimpel (Bayerisches Industrie- und Gewerbeblatt, 1878 S. 251) eine ebenfalls von Hirn schon angeregte Methode diese Bedingung aus. Wird nämlich der Dampf zum Betriebe einer Condensationsdampfmaschine benutzt, so erfolgt thatsächlich die Condensation der gesammten vom Kessel gelieferten Dampfmenge; doch ist in der Maschine ein Theil der verfügbaren Wärme in Arbeit umgesetzt worden. Bezeichnet L die gesammte durch den Indicator ermittelte Dampfarbeit, also AL die entsprechende Wärmemenge, V die Verluste durch Leitung und Strahlung, G'\,(t_2-t'') die im Condensator abgegebene Wärme und G''\,(q_1-q_2) die Wärmemenge, welche das mit der Temperatur des Kesseldampfes aus der Dampfleitung, bezieh. aus dem Dampfmantel austretende Condensationswasser wegführt, so findet sich W1 als Summe dieser sämmtlichen Werthe, also: W_1=AL+V+G'\,(t_2-t'')+G''\,(q_1-q_2). t_2-t'', die Differenz der Temperaturen des Condensations- und des Einspritzwassers, kann mit genügender Genauigkeit für die Differenz der entsprechenden Flüssigkeitswärmen q_2-q'' gesetzt werden. Bezeichnet nun G die gesammte Speisewassermenge, r die Verdampfungswärme und q1 die Flüssigkeitswärme, entsprechend dem Dampfdruck im Kessel, so ergibt sich die specifische Dampfmenge (Dampfgewicht in der Gewichtseinheit Mischung) x=\frac{\frac{W_1}{G}-q_1+q_2}{r}.Die Vollkommenheit dieser Methode wird nur einigermaſsen durch den Umstand beeinträchtigt, daſs der nicht zu vernachlässigende Werth V experimentell noch nicht genügend festgestellt ist und deshalb nur auf Schätzung beruhen kann. Auſserdem macht in der Regel die genaue Bestimmung des Einspritzwassers G' oder des Condensationswassers, als Summe von G' und dem Speisewasser vermindert um G'', wesentliche Schwierigkeiten, da bei gröſseren Maschinen ganz bedeutende Wassermengen zu messen sind. Knight (* 878 227 328) und in fast gleicher Weise Guzzi füllen ein Kupfergefäſs mit dem zu untersuchenden Dampfe und bestimmen den Wassergehalt durch Wägung. Es ist aber zweifelhaft, ob der in dem Gefäſse abgesperrte Dampf denselben Wassergehalt hat als der aus dem Kessel entweichende. Einfacher und zuverlässiger als diese Verfahren ist es jedenfalls, eine beliebige Dampfmenge zu condensiren und in dem erhaltenen Wasser Chlor, Schwefelsäure oder sonst einen leicht nachweisbaren Bestandtheil des Kesselwassers zu bestimmen, woraus sich sofort das Verhältniſs von Dampf und mitgerissenem Wasser ergibt. Die Menge des verwendeten Brennstoffes wird einfach durch Wägung bestimmt. Da es aber sehr schwierig ist festzustellen, ob der Kessel und das Mauerwerk nach dem Versuche genau dieselbe Wärmemenge enthalten als vorher, so müssen auch aus diesem Grunde die Versuche möglichst lange dauern. Solche von nur 3 bis 5 Stunden Dauer, wie sie z.B. neuerdings in Wilhelmshaven und von EscherDeutsche allgemeine polytechnische Zeitung, 1879 S. 67. ausgeführt wurden, verdienen daher wenig Vertrauen. Von nur geringer Bedeutung kann es aber sein, zu bestimmen, welchen Heizwerth der vorliegende Brennstoff für eine Dampfkesselanlage in ihrem gegenwärtigen Zustande und unter den augenblicklichen Verhältnissen hat, da diese mit jedem Tage wechseln, wie bereits erwähnt wurde. Es ist vielmehr festzustellen, wie viel von der Wärme, die der Brennstoff überhaupt liefern kann, nicht zur Dampfbildung verwerthet und wodurch dieser Verlust veranlaſst wird. Als solche Verlustquellen sind aber zu betrachten: 1) unvollkommene Verbrennung; 2) die Wärmemengen; die mit den festen Verbrennungsrückständen vom Roste entfernt werden; 3) jene, welche in Folge der höheren Temperatur der Rauchgase in den Schornstein entweichen; 4) Leitung und Strahlung. Wird der Kesselfeuerung nicht die zur völligen Verbrennung erforderliche Menge Sauerstoff mit der atmosphärischen Luft zugeführt, oder werden die aus dem Brennstoff entwickelten Gase vor ihrer Vereinigung mit dem Sauerstoff unter ihre Entzündungstemperatur abgekühltCailletet (1866 181 295) meint, auch in Dampfkesselfeuerungen kämen so bedeutende Dissociationswirkungen vor, daſs selbst noch bei 500° in den Zügen Kohlenoxyd sich mit dem Sauerstoff vereinige, diese Rauchgase daher rasch abgekuhlt eine andere Zusammensetzung hätten als langsam abgekühlt. Ich habe dagegen die Gase meist durch ein kurzes Glasrohr mit daran sitzendem Gummischlauch angesaugt, welcher doch sicher zerstört würde, wenn innerhalb desselben noch Kohlenoxyd verbrannt wäre., so scheidet sich Ruſs ab und die Rauchgase enthalten Kohlenoxyd, seltener Kohlenwasserstoffe. Während der Verlust durch Ruſsbildung kaum mehr als 1 Proc. betragen kann, ist der durch Kohlenoxydbildung zuweilen sehr erheblich. Thompson (1866 179 4) gibt an, daſs bei 42 Dampfkesseln 42 Procent des gesammten Brennwerthes durch Kohlenoxydbildung und 12 Procent durch Leitung und Strahlung verloren gingen. Leider ist die Art der Untersuchung, nach der in den Rauchgasen 8 Proc. Kohlensäure, 9 Proc. Sauerstoff und 8 Proc. Kohlenoxyd enthalten gewesen sein sollen, nicht angegeben, auch keine Rücksicht auf die Temperatur genommen, so daſs die Angaben sehr zweifelhaft sind. (Schluſs folgt.)