Ueber die Ausführung von Heizversuchen im Dampfkesselbetriebe; von Ferd. Fischer. (Schluſs von S. 242 dieses Bandes.) F. Fischer, über Heizversuche im Dampfkesselbetriebe. Bei einer Dampfkesselanlage, welche Piesberger Anthracit verfeuert, gab die Untersuchung der Rauchgase z.B. folgendes Resultat: Nr. Zeit Kohlensaure Kohlenoxyd Sauerstoff Stickstoff Temperatur Bemerkungen Uhr Min. 1 6 20 15,2   9,1 0 75,7 212° 6. Juni 1878. Altes Feuer, Schieber    fast geschlossen. 2 30 14,0 11,5 0 74,5 – 3 45 17,1   4,9 0 78,0 225 Nachdem der Schieber geoffnet wurde. 4 55 10,9 0   9,1 80,0 – Thur offen. 5 7 – 14,1 11,2 0 74,7 220 Thur wieder geschlossen. 6 15   3,6 0 16,8 79,6 – Thur ganz offen, Rost vorn frei gelegt. 7 25 14,9 0   5,1 80,0 – Nachdem frisch aufgeworfen. 8 35 16,8 Spur   3,1 80,1 – Gase von der Feuerbrucke entnommen. 9 7 30 15,3   8,4 0 76,3 210 7. Juni Morgens. Schieber offen. 10 40 14,8   9,6 0 75,6 – Schieber halb offen. 11 55 16,8   6,2 0 77,0 – Schieber geschlossen. 12 8   5 16,0   7,2 0 76,8 – 13 15 15,8   8,1 0 76,1 190 Nun wurde Wasserdampf unter den    Rost geleitet. 14 25 16,4   6,8 0 76,8 – 15 35 15,0   9,5 0 75,5 – 16 50 14,0 – 0 – 180 17 58 13,1 12,5 0 74,4 – 18 9 15 17,8   4,1 0 78,1 – Nachdem Wasserdampf wieder abgeschlossen und    der Schieber etwas geoffnet war, um das Feuer    wieder in Gang zu bringen. 19 8 55 11,4 15,8 0 72,8 179 18. August. Schieber geschlossen. 20 9 10 11,8 15,2 0 73,0 185 Schieber halb geoffnet, 8mm Zug. 21 25 11,9 14,9 0 73,2 194 22 40 12,2 14,2 0 73,6 202 Bezeichnet man das Gewicht der einzelnen Gemengtheile eines Gases g, g1... gn und ihre Verbrennungswärme mit w, w1... wn so ist die Verbrennungswärme des Gasgemisches W=\frac{w\,g+w_1\,g_1+\ldots+w_n\,g_n}{g+g_1+\ldots+g_n}=\frac{\Sigma\,w\,g}{\Sigma\,g}. Da aber der Anthracit ohne jede Rufsabscheidung und Flamme brennt, so kann hier von Kohlen Wasserstoffen nicht wohl die Rede sein, so daſs nur das Kohlenoxyd in Frage kommt. Die Analysen 19 bis 22 geben nun im Durchschnitt: Kohlensaure (CO2) 11,8 Proc. Kohlenoxyd (CO) 15,0 Stickstoff 73,2 Um dieses Volumverhältniſs in Gewichtsverhältnisse umzurechnen, bedient man sich folgender Tabelle, welche nach Regnault und LaschPoggendorff's Annalen, 1853 Erganzungsband 3 S. 321. Für CO berechnet aus \frac{1,9781\times 27,96}{43,92} die Gewichte von 1 bis 9cbm der Gase bei 0° und 750mm für Berlin enthält: (cbm und g) 1 2 3 4 5 6 7 8 9 Atmosphärische Luft 1293,6 2587 3881 5175 6468   7762   9055 10349 11643 Sauerstoff 1430,3 2861 4291 5721 7151   8582 10012 11442 12872 Stickstoff 1256,6 2513 3770 5026 6283   7540   8796 10053 11309 Wasserdampf   804,8 1610 2414 3219 4024   4829   5633   6438   7243 Kohlensäure 1978,1 3956 5934 7912 9891 11869 13847 15825 17803 Kohlenoxyd 1259,3 2519 3778 5037 6296   7556   8815 10074 11334 Danach wiegen also 10cbm Kohlensäure 19781g, 1cbm 1978,1 und 0,8 = 1582g,5 oder 11cbm,8 = 23342g oder 23k,34, 15cbm Kohlenoxyd 18k,89 und 73cbm,2 Stickstoff 91k,98, 100cbm des Gasgemisches demnach 134k,21. Ferner geben 12k Kohlenstoff 28k oder 22cbm,3 Kohlenoxyd und 44k oder 22cbm,3 Kohlensäure (nach Staſs 27k,96 und 43k,92); statt der 18k,89 Kohlenoxyd würden demnach 29k,67, Kohlensäure gebildet sein, wenn die Verbrennung eine vollständige gewesen wäre. Nun enthielt die verwendete Kohle 80 Proc. Kohlenstoff, 1k gab demnach bei vollständiger Verbrennung 2k,93 oder 1cbm,487 Kohlensäure, im vorliegenden Falle aber \frac{2,93\times 23,34}{23,34+29,67}=1^k,29 Kohlensäure, \frac{2,93\times 18,89}{53,01}=1^k,043 Kohlenoxyd und \frac{2,93\times 91,98}{53,01}=5^k,09 Stickstoff. Dasselbe Resultat erhalten wir durch folgende Erwägung. Da 1 Vol. Kohlenoxyd bei der Verbrennung auch 1 Vol. Kohlensäure gibt, so gab 1k Kohle =\frac{1,487\times 11,8}{11,8+15,0}=0^{cbm},655 oder 1k,29 Kohlensäure, \frac{1,487\times 15}{26,8}=0^{cbm},832 oder 1k,043 Kohlenoxyd und \frac{1,487\times 73,2}{26,8}=4^{cbm},06 oder 5k,1 Stickstoff. Somit folgt: Volum- Gewichts- 1k Kohle gibt verhältniſs verhältniſs cbm k Kohlensäure 11,8 23,34 0,655 1,29 Kohlenoxyd 15,0 18,89 0,832 1,04 Stickstoff 73,2 91,98 4,060 5,10 ––––––––––––– 5,547 7,43. Da nun 1k Kohlenoxyd beim Verbrennen zu Kohlensäure 2403c entwickelt, so hatten hier 100cbm der entweichenden Gase einen Brennwerth von 45393c und der Verlust durch Kohlenoxydbildung betrug für 1k Kohle 2505c oder 35 Procent des Gesammtbrennwerthes von etwa 6700c. Uebrigens muſs hervorgehoben werden, daſs diese Kesselanlage bis jetzt die einzige ist, bei welcher ich eine irgendwie erhebliche Kohlenoxydbildung habe nachweisen können; alle übrigen arbeiteten mit einem groſsen Luftüberschuſs. Zu berücksichtigen ist ferner, daſs kleine Kohlenstückchen durch den Rost fallen können und die entfernten Schlacken oft nocht nicht ausgebrannte Kohlen enthalten. Der dadurch entstehende Verlust beträgt nicht selten 5 bis 8 Proc. Bei Verwendung von Steinkohlen ist es vortheilhaft, diese Rückstände gegen Ende der Arbeitszeit nochmals auf den Rost zu bringen; Braunkohlen dagegen brennen im Aschenfall völlig aus. Die Wärmemenge, welche dadurch für die Dampfbildung verloren geht, daſs die festen Verbrennungsrückstände mit einer höheren Temperatur, als die atmosphärische Luft hat, vom Rost entfernt wird, braucht nur bei wissenschaftlich genauen Versuchen ermittelt zu werden. Selbst wenn die Schlacken 800° haben sollten – was gewöhnlich nicht der Fall ist, da sie unmittelbar auf dem Rost liegen – so ergibt sich bei 10 Proc. Aschengehalt und 0,25 specifische Wärme für 1k Kohle nur 20c. Gelangen die Rückstände aber in den Aschenfall, so wird dieser Verlust unmerklich, da die Wärme derselben gröſstentheils auf die in das Feuer eintretende atmosphärische Luft übertragen wird. Die Wärmemenge, welche durch die höhere Temperatur der entweichenden Rauchgase verloren geht, ist oft sehr bedeutend und durchweg viel gröſser, als für gewöhnlich angenommen wird, oder für die Erhaltung des Zuges in den Schornsteinen erforderlich wäre. Zur Feststellung der Gröſse dieses Verlustes muſs man die Menge der Rauchgase und ihre Temperatur genau bestimmen. Um die Menge der abziehenden Rauchgase zu bestimmen, hat man wohl mittels Anemometer die in die Feuerung tretende atmosphärische Luft gemessen. Abgesehen von der schwierigen Ausführung dieses Verfahrens sind die erhaltenen Resultate nicht zuverlässig, da einerseits eine genaue Messung der Luft unter diesen Verhältnissen bis jetzt nicht ausführbar ist (wegen Reibungswiderständen,Temperaturdifferenzen u. dgl.), andererseits schwerlich jemals ein Kesselmauerwerk völlig luftdicht ist, die durch dasselbe eindringende Luft aber nicht direct gemessen werden kann (vgl. 1878 229 131). Linde (* 1876 220 115) will in ähnlicher Weise wie Marozeau (1850 117 244) aus der von einem groſsen Dampfkessel auf das Speisewasser übertragenen Wärmemenge W1 und der im Vorwärmer abgegebenen Wärme W2, sowie aus der Temperatur der Rauchgase t2 zwischen Kessel und Vorwärmer und t3 hinter dem Vorwärmer sowohl die Gesammtmenge L der Rauchgase, als auch die Temperatur im Feuerraum t1 berechnen mittels der Gleichungen \frac{W_1}{W_2}=\frac{t_1-t_2}{t_2-t_3} und W_2=Lc\,(t_2-t_3), wobei c die specifische Wärme ausdrückt, folglich L=\frac{W_2}{c\,(t_2-t_3)}. Zur näheren Erläuterung dieser Methode mit zwei Calorimetern mögen folgende zwei Versuche angeführt werden. Beim ersten wurde das erste Calorimeter durch 8 Dampfkessel mit zusammen 400qm Heizfläche, das zweite Calorimeter durch einen Vorwärmer von 270qm Heizfläche dargestellt; beim zweiten wurde ein Kessel ausgeschaltet. Verbrannt wurden Penzberger Kohlen mit nur 40 Proc. Kohlenstoff: 8 Kessel 7 Kessel Speisewasserverbrauch k 47265 28326 Wassergehalt des Dampfes Proc. 7,95 12,25 Mittlerer Dampfuberdruck at 5,18 6,5 Speisetemperatur beim Eintritt in den Vorwärmer 30,75° 33,97° Desgleichen beim Austritt 88° 105,6° w2 : w1 0,102 0,13 t 2 207° 197° t 3 126° 127,3° t1 (berechnet) 936° 773° 1k Kohle verdampfte Wasser k 3,97 4,08 Menge der Verbrennungsgase für 1k Kohle k 12,4 18,7. Nach einer späteren AngabeZeitschrift der Dampfkesseluntersuchungs- u. Versicherungsgesellschaft, 1878 S. 43. sollen für 1k Kohle 12,4 und 18k,2 atmosphärische Luft zugeführt sein. Linde erklärt das günstigere Resultat des zweiten Versuches aus der vollständigeren Verbrennung, welche den Verlust durch die bedeutend gröſsere Menge Verbrennungsgase mehr als ausgeglichen habe – eine Annahme, welche nicht wahrscheinlich ist, da schon beim ersten Versuche ein groſser Luftüberschuſs vorhanden war. Diese Berechnung von LindeBayerisches Industrie- und Gewerbeblatt,  1876 S. 148. setzt aber voraus, daſs die Wärmeübertragung von den Feuergasen auf das Wasser im Kessel und Vorwärmer genau der Temperatur proportional sei, was indeſs wegen des Einflusses von Flugstaub, Ruſs, Rostbildungen, Kesselsteinablagerungen, ja selbst der ungleichen Beschaffenheit der Bleche wohl kaum jemals der Fall sein wird. Es ist ferner nicht berücksichtigt, daſs die beiden Calorimeter auch erhebliche Mengen von Wärme durch Leitung und Strahlung verlieren, und schlieſslich, daſs die specifische Wärme der Rauchgase für die verschiedenen Temperaturen nicht constant ist. Das Verfahren wird deshalb gewöhnlich nicht einmal annähernd richtige Resultate ergeben. Es bleibt daher nichts anderes übrig, als die Gesammtmenge der Rauchgase aus der Analyse derselben und der Brennstoffe zu berechnen. Bei den bisherigen Heizversuchen hat man nun zwar meist die gröſste Sorgfalt auf die Angabe der Temperatur des Speisewassers und der atmosphärischen Luft, des Barometerstandes, ja selbst der Beschaffenheit von Wind und Wetter verwendet, auch wie Weinhold (* 1876 219 25), G. Schmidt (1872 205 5. 206 114) u.a. umständliche Rechnungen ausgeführt, dabei aber durchweg unrichtige Werthe für die specifische Wärme der Verbrennungsgase eingesetzt. Da aber die von RegnaultMémoires de l'Académie des sciences de l'lnstitute de France, 1862 Bd. 26 S. 1 bis 928. gefundenen Werthe für die specifische Wärme der hier in Betracht kommenden Gase und Dämpfe noch auf viele Jahre hinaus maſsgebend sein werden, diese Zahlen aber in den bekannten Lehr- und Handbüchern von BunsenR. Bunsen: Gasometrische Methoden, 1877 S. 310. (dieselben Werthe hat PécletPéclet: Traité de la chaleur, 1878 Bd. 1 S. 608.), EmsmannEmsmann: Physikalisches Wörterbuch, 1868 S. 628., FeriniFerini: Technologie der Wärme, 1878 S. 31. Die Brennwerthbestimmungen sind in demselben überhaupt sehr mangelhaft behandelt., JaminJamin: Cours de Physique, 1878 Bd. 2 S. 69., WüllnerWüllner: Die Lehre von der Wärme, 1871 S. 410. und NaumannNaumann: Gmelin-Kraut's Handbuch der Chemie, Bd. 1 Abtheilung 1 S. 276. unbegreiflicher Weise verschieden angegeben werden, da ferner die mit der Temperatur steigende specifische Wärme nur von Wüllner berücksichtigt wird, der aber in seinen Schluſsformeln zweimal falsche Vorzeichen gebraucht und somit die Verwirrung auf diesem Gebiete wo möglich noch vergröſsert, so müssen zunächst diese Angaben richtig gestellt werden.Ein neuer Beweis, wie nothwendig für Bücher und Zeitschriften sorgfältige Literaturangaben sind, damit sich Jeder von der Richtigkeit der Angaben überzeugen kann. Nachfolgende kleine Tabelle enthält die von Regnault gefundenen Werthe für die angegebenen Temperaturgrenzen. Des leichteren Vergleiches wegen ist jedesmal die betreffende Seite der Originalarbeit in den Mémoires angegeben. Temperatur Spec. Wärme Seite Atmosphärische Luft 0 bis 200°   0,23751 95 u. 156 Sauerstoff 10 „ 200   0,21751 113 Stickstoff 0 „ 200 0,2438 117 Wasserstoff 10 „ 200 3,4090 117 Kohlensäure (CO2) –30 „ +10   0,18427 127 Desgleichen +10 „ 100   0,20246 127 Desgleichen 10 „ 210   0,21692 128 Kohlenoxyd (CO) 10 „ 200 0,2450 131 Methylwasserstoff (CH4) desgl.   0,59295 139 Aethylen (C2H4) desgl. 0,4040 140 Schwefligsäure (SO2) desgl.   0,15531 145 Wasserdampf (H2O) desgl.   0,48051 167. Für die specifische Wärme der Kohlensäure wurden nur die drei letzten Versuchsreihen zu Grunde gelegt, da Regnault selbst nur diese bei seinen Rechnungen berücksichtigt, für Schwefligsäure nur die letzte Versuchsreihe, welche mehrere Jahre später als die erste und somit auf Grund reicher Erfahrungen ausgeführt wurde. Die specifische Wärme des Wasserstoffes ergab sich für die Temperaturen zwischen –30° und +10° zu 3,3996, also fast genau derselbe Werth als für 0 bis 200°. Dasselbe gilt für die atmosphärische Luft, deren specifische Wärme von –30 bis +10° zu 0,23771, von 0 bis 100° zu 0,23741 und von 0 bis 200° zu 0,23751 bestimmt ist. Von den zur Feststellung des letzten Werthes ausgeführten 28 Bestimmungen ergab die niedrigste 0,23601, die höchste 0,23891, so daſs die Durchschnittszahl 0,2375 als besonders zuverlässig zu bezeichnen ist. Die specifische Wärme von Wasserstoff, Sauerstoff und Stickstoff ändert sich hiernach nicht mit der Temperatur, wohl aber die der Kohlensäure, welche bekanntlich vom Boyle-Mariotte'schen Gesetz abweicht. Bezeichnen wir nun mit λ die Anzahl Wärmeeinheiten, welche erforderlich sind, 1k Kohlensäure von –30 auf t° zu erwärmen, so ergibt sich: λ = AΘ + BΘ2 + CΘt, wenn Θ = t + 30° ist. Die drei constanten Coefficienten A, B und C werden mittels der drei aus den Versuchsreihen abgeleiteten Gleichungen: 0,18427 ×   40 =   7,3708 = A ×   40 + B (40)2 + C (40)3 73708 + 0,20246 ×   90 = 25,5922 = A × 130 + B (130)2 + C (130)3 73708 + 0,21692 × 200 = 50,7548 = A × 240 + B (240)2 + C (240)3 zu A = 0,1784897, B = 0,00014592 und C = –0,0000000353 gefunden.Regnault (Mémoires S. 129) gibt an:log A = 0,2513462 – 1, log B = 0,1640823 – 4, log C = 0,5545931 – 8.Woher diese allerdings sehr geringe Differenz kommt, vermag ich nicht zu erklaren. Für den praktischen Gebrauch empfiehlt es sich, die mittlere specifische Wärme zwischen +10° (der mittleren Jahrestemperatur) und der Endtemperatur zu Grunde zu legen. Nun ist aber zur Erwärmung der Kohlensäure von –30 bis t° die Wärmemenge erforderlich: λ = A (t + 30) + B (t + 30)2 + C (t + 30)3, bis t1° dagegen: λ1 = A (t1 + 30) + B (t1 + 30)2 + C (t1 + 30)3. Folglich ist die Wärmemenge, welche erforderlich ist, um die Erwärmung t° – t1° hervorzubringen, = λ – λ1 und die mittlere specifische Wärme zwischen t° und {t_1}^{\circ}=\frac{\lambda-\lambda_1}{t-t_1}. Daraus ergeben sich folgende Werthe: Von t° bis t1° Mittlere spec. Warme   0   50 0,19420 10 100 0,20246 10 150 0,20914 10 200 0,21564 10 250 0,22197 10 300 0,22812 10 350 0,23409. Aus der Gleichung λ = AΘ + BΘ2 + CΘt ergibt sich ferner die wirkliche specifische Wärme der Kohlensäure zu \frac{d\lambda}{d\Theta}=A+2\,B\Theta+3\,C\Theta^2; folglich: t Spec. Warme t Spec. Warme     0° 0,18715 400° 0,28441 100 0,21464 500 0,30344 200 0,24001 600 0,32035 300 0,26327 700 0,33514. Die specifische Wärme der Kohlensäure wächst daher ganz erheblich mit der Temperatur (wenn auch die für die höheren Wärmegrade berechneten Zahlen nicht ganz sicher sind, da nur bis 210° Versuche gemacht wurden), und alle Beurtheilungen von Feuerungsanlagen, welche hierauf keine Rücksicht genommen haben, sind ungenau. Voraussichtlich wird auch die specifische Wärme der Schwefligsäure und des Wasserdampfes in ähnlicher Weise wachsen, doch liegen hierüber noch keine Versuche vor; für Stickoxydul konnte Regnault diese Zunahme nachweisen. Vom Druck ist die specifische Wärme der Gase unabhängig, wie dies Regnault für Wasserstoff, Kohlensäure, Sauerstoff und Stickstoff nachgewiesen hat. Zur leichteren Berechnung folgt hier eine Tabelle für die specifische Wärme von gleicher Einrichtung wie die für die Gewichte der hier in Betracht kommenden Gase. 1 2 3 4 5 6 7 8 9 Kohlensäure (CO2)         „        10 bis 100°   0,20246 0,4049 0,6074 0,8098 1,0123 1,2148 1,4172 1,6197 1,8221         „        10 bis 150   0,20914 0,4183 0,6274 0,8366 1,0457 1,2548 1,4640 1,6731 1,8823         „        10 bis 200   0,21564 0,4213 0,6469 0,8626 1,0782 1,2938 1,5095 1,7251 1,9408         „        10 bis 250   0,22197 0,4439 0,6659 0,8879 1,1099 1,3327 1,5538 1,7758 1,9977         „        10 bis 300   0,22812 0,4562 0,6844 0,9125 1,1406 1,3687 1,5968 1,8250 2,0531         „        10 bis 350   0,23409 0,4682 0,7023 0,9364 1,1705 1,4045 1,6386 1,8727 2,1068 Kohlenoxyd (CO) 0,2450 0,4900 0,7350 0,9800 1,2250 1,4700 1,7150 1,9600 2,2050 Stickstoff 0,2438 0,4876 0,7314 0,9952 1,2190 1,4628 1,7066 1,9504 2,1942 Sauerstoff   0,21751 0,4350 0,6525 0,8700 1,0876 1,3051 1,5226 1,7401 1,9576 Wasserdampf   0,48051 0,9610 1,4415 1,9220 2,4026 2,8831 3,3636 3,8441 4,3245 Schwefligsäure (SO)2   0,15531 0,3106 0,4659 0,6212 0,7766 0,9319 1,0872 1,2425 1,3978 Welchen Einfluſs Zusammensetzung und Temperatur der abziehenden Rauchgase auf das Ergebniſs eines Heizversuches haben können, mögen folgende Beispiele zeigen. Die Gase gingen bei dem bereits S. 337 besprochenen Versuche mit einer Durchschnittstemperatur von 190° fort, d.h. mit 180° mehr, als die atmosphärische Luft hatte. Der dadurch veranlaſste Verlust betrug demnach für 1k Kohle: 180 × Sp. W. Wärmeverlust k c Kohlensäure 1,29 38,81   50 Kohlenoxyd 1,04 44,10   46 Stickstoff 5,10 43,88 224 ––––– 320. Demnach war in diesem FalleDie fragliche Kesselanlage des Piesbergs bei Osnabrück hatte zur Zeit 17 Dampfkessel im Betrieb, welche sämmtlich dieselben Roste haben. Die Kessel besitzen zusammen eine Heizfläche von 865qm,71, eine Rostfläche von 50qm,52. Das Verhältniſs der Rostfläche zur Heizfläche beträgt 1:17, das der freien Rostfläche zur gesammten Rostfläche 1:2,89. Der gemeinschaftliche Schornstein, der zugleich zur Lüftung für den Schacht dient, hat 40m Höhe, einen Querschnitt an der Mündung von 4qm,95. Der Querschnitt der Schornsteinmündung zur Rostfläche beträgt 1:10,3. Bei einem vom 1. bis 6. October 1878 ausgeführten Verdampfungsversuche wurden mit 110300k Anthracit (Forderkohle mit 15 Proc. Rückständen) 640875k Wasser bei 3at,45 verdampft. Da es sich bei diesen Versuchen nur um vermeidbare Verluste handelte, so wurde die Bestimmung des Wasserdampfes und der Schwefligsäure unterlassen. Die im letzten Hefte des Hannoverschen Dampfkesselrevisionsvereines ohne mein Wissen veröffentlichten Analysen beruhen nur auf mündlicher Mittheilung, so daſs ich jede Verantwortung dafür ablehnen muſs. der durch die höhere Temperatur der Rauchgase veranlaſste Verlust viel geringer als der durch Kohlenoxydbildung. Ein anderer Kessel ergab folgendes: Zeit Kohlensaure Kohlenoxyd Sauerstoff Stickszoff Temperatur Bemerkungen Uhr Min. 5 20 1,7 Spur 19,0 79,3 – 30 1,8 0 19,1 79,1 159 Rost von unten gesehen dunkel. 7 45 1,9 0 18,9 79,2 – Zug 10mm Wasser. 8 – 1,8 0 19,1 79,1 155 30 4,7 0 16,1 79,2 160 Nach dem Verputzen des Mauerwerkes. 40 4,8 0 16,0 79,2 – 50 4,6 0 16,1 79,3 167 Bei 4° Lufttemperatur ergaben danach die vier ersten Versuche folgende Verlustberechnung: 1k Kohle gibt 153 × Spec.Warme Warme-verlust cbm k c Kohlensaure   1,8   1,49     2,93 32,99     97 Sauerstoff 19,0 15,73   22,50 33,28   749 Stickstoff 79,2 65,56   82,44 37,30 3075 ––––––––––––––– –––––––––– 82,78 107,87 3921. Durch Multiplication der Gewichte der einzelnen Bestandtheile mit 153 × Spec. Wärme erhalten wir somit einen Wärmeverlust von 3921c, oder bei 6700c Brennwerth 58,5 Proc. Die drei letzten Versuche geben dagegen folgende Werthe: 1k Kohle gibt 160 × Spec.Warme Warme-verlust cbm k c Kohlensaure   4,7   1,49   2,93 34,50   101 Sauerstoff 16,1   5,11   7,31 34,80   254 Stickstoff 79,2 25,12 31,57 39,01 1231 ––––––––––––––– –––––––––– 31,72 41,81 1586. Das in aller Eile ausgeführte Bewerfen der besonders undichten Stellen des Mauerwerkes namentlich über der Thür mit Lehm hatte demnach eine Verminderung des Wärmeverlustes von 3921 auf 1586c oder von 58,5 auf 23,7 Proc. zur Folge. Ein anderer Kessel ergab bei 210° Fuchstemperatur: 1k Kohle gibt 204 × Spec.Warme Warme-verlust cbm k c Kohlensaure   2,5   1,49   2,93 45,28   133 Sauerstoff 18,4 10,97 15,69 44,37   696 Stickstoff 79,1 47,14 60,36 49,75 3002 –––––––––– 59,60 78,98 3831. Nachdem auch hier das sehr mangelhafte Mauerwerk rasch nothdurftig mit Lehm gedichtet war, fand sich aber: 1k Kohle gibt Warmeverlust cbm k c Kohlensaure   8,5   1,49   2,93   133 Sauerstoff 12,1   2,12   3,03   134 Stickstoff 79,4 13,92 17,50   870 –––––––––––––––––––––––––– 17,53 23,46 1137. Selbstverständlich waren während dieser Versuche keine Kohlen nachgeworfen; Anthracit brennt eben langsam, so daſs stündlich nur 1 oder 2 Mal nachgeworfen, der Rost aber nur alle 18 bis 24 Stunden völlig gereinigt wird. Hier also hatte das Verputzen des Mauerwerkes eine Verminderung des Wärmeverlustes von 3831 auf 1137c zur Folge. Schlagender kann wohl die groſse Wichtigkeit einer Beaufsichtigung der Dampfkesselfeuerungen auf Grund der Rauchgasanalyse nicht nachgewiesen werden. Andere Dampfkesselfeuerungen der genannten Anlage zeigten dagegen regelmäſsig zwischen 8 und 16 Proc. Kohlensäure ohne nachweisbare Mengen von Kohlenoxyd, arbeiteten demnach recht günstig. Ein Kessel, der kurz vorher sorgfältig nachgesehen war, gab bei der Untersuchung folgendes Ergebniſs: Zeit Kohlensaure Kohlenoxyd Sauerstoff Stickstoff Temperatur Bemerkungen Uhr Min. 10 15 18,5 0 2,0 79,5 305° 6mm Zug. 35 19,2 Spur 0,9 79,9 – Zug auf 1mm ermaſsigt. 45 19,0 0 1,2 79,8 206 11 – 18,5 0 1,9 79,6 20 17,9 0 2,6 79,5 201 Berücksichtigen wir nur die 4 letzten Proben, so ergibt sich bei 10° Lufttemperatur nachfolgender Wärmeverlust: 1k Kohle gibt 194 × Spec.Warme Warme-verlust cbm k c Kohlensaure 18,7 1,49   2,93 41,83 123 Sauerstoff   1,7 0,14   0,20 42,20     8 Stickstoff 79,6 6,35   7,97 47,32 377 –––––––––––– ––––– 7,98 11,10 508. Diese Kesselfeuerung gab somit nur einen Wärmeverlust von 508c oder 7 Procent durch die Rauchgase; ein günstigeres Verhältniſs ist wohl kaum denkbar. Vergleichen wir dieses Ergebniſs mit den früher besprochenen, berücksichtigen, daſs sämmtliche Kessel genau den gleichen Rost haben und mit demselben Brennstoff beschickt werden, auch sonst möglichst gleichmäſsig behandelt wurden und doch so ungemein verschiedene Wärmeverluste durch die Rauchgase ergaben, ja daſs nicht selten derselbe Kessel einmal bedeutenden Luftüberschuſs und dann wieder starke Kohlenoxydbildung zeigte, so wird dadurch nur bestätigt, welch geringen Werth Heizversuche ohne Rauchgasuntersuchungen haben. Es ergibt sich hieraus ferner, welchen Werth die verschiedenen neuen Rostconstructionen besitzen und welches Vertrauen die von den Erfindern derselben versprochenen 20 bis 30 Proc. Brennstoffersparniſs verdienen. Ein passender Rost kann die richtige Leitung des Brennprocesses zwar erleichtern, z.B. Treppenrost für staubförmige BraunkohleVgl. R. Weinlig: Bericht über die Versammlung der Dampfkesselüberwachungsvereine in Hamburg, 1878 S. 34., eine möglichst hohe Ausnutzung der Brennstoffe ist aber nur durch verständige Behandlung der Feuerung zu erzielen, und diese kann wieder nur gewährleistet werden durch zeitweise Untersuchung der Rauchgase. Durch den Mangel an Rauchgasuntersuchungen erklärt sich auch, daſs über einzelne Feuerungsanlagen die Urtheile geradezu entgegengesetzt lauten. Während z.B. viele mit der Dougalt'schen Feuerung (* 1878 229 128) sehr zufrieden sind, weil sie jede Rauchbildung verhütet und wegen der gleichmäſsigen Aufschüttung der Kohlen auch eine gute Ausnutzung des Brennwerthes erleichtert, wird sie von Anderen verworfen. Man hat eben unbeachtet gelassen, daſs jeder Brennstoff eine besondere Behandlung fordert, und versäumt, durch eine Rauchgasuntersuchung die Ursache des mangelhaften Erfolges festzuzustellen. Als z.B. unter demselben Kessel, welcher mit Deisterkohle, wie bemerkt (1878 229 130), gut arbeitet, probeweise schlesische Kohle verwendet wurde, hatten die Rauchgase folgende Zusammensetzung: Zeit Kohlensäure Kohlenoxyd Sauerstoff Stickstoff Bemerkungen Uhr Min. 11 35 6,6 0 14,0 79,4 Zug 7mm. 45 7,1 0 13,4 79,5 Zug 3mm, Temp. 258°, hinter dem Vorwärmer 138°. 55 7,0 0 13,4 79,6 3 45 5,4 0 15,1 79,5 Zug 7mm, Temperatur 249°. 55 5,5 0 14,9 79,6 4   5 5,7 0 14,8 79,5 Diese Kohlen brannten demnach schneller weg, der Rost war in Folge dessen hinten dunkel und so konnte hier ein zu groſser Luftüberschuſs eindringen. Eine gleiche Feuerung ergab bald nach Fertigstellung die in der Tabelle auf S. 347 ersichtliche Zusammensetzung der Rauchgase. Letztere wurde zwar nach Inbetriebsetzen des mechanischen Rostes regelmäſsig: die Ausnutzung ist aber eine ungünstige, da auch hier der hintere Theil des Rostes nur mit ausgebrannten Schlacken bedeckt Zeit Kohlensaure Kohlenoxyd Sauerstoff Stickstoff Temperatur Zug in mmWasser Bemerkungen Uhr Min. 11 10   9,0 Spur 11,1 79,9 128   1,5 Maschine noch nicht im Gang. 25   2,5 0 18,2 79,3 163   4,1 Nachdem im Schornstein Stroh verbrannt war. 35   2,7 0 18,1 79,2 – – 45   2,4 0 18,3 79,3 166   4,2 3 45   8,0 0 12,3 79,7 215 13 Einige Tage spater; stark aufgeworfen. 55   7,4 0 13,0 79,6 218 – 4 10   9,8 0 10,2 80,0 – – Ausgeworfen. 25 10,7 0   9,7 79,6 232 10 Desgleichen. 35   7,9 0 12,8 79,3 251   9 2 10   4,3 0 16,4 79,3 271 13 2 Wochen spater. 15   5,5 0 15,3 79,2 – – 25   6,3 0 14,2 79,5 – – Maschine im Betrieb. 35   6,2 0 14,4 79,4 268 12 45   6,3 0 14,2 79,5 – – 55   6,1 0 14,3 79,4 262 – 3 10   5,9 0 15,4 79,7 – – 20   6,0 0 14,7 79,3 – – war, so daſs wieder zu viel Luft zutreten konnte. Trotz der so wie so schon sehr geringen freien Rostfläche sollten demnach für rasch brennende Kohlen die Rostspalten nach hinten verengt, vielleicht auch die Roststäbe etwas gekürzt werden. Ueberhaupt ist es einer der häufigsten Fehler aller Kesselfeuerungen, daſs der hintere Theil des Rostes nicht mit brennenden Kohlen bedeckt ist, somit überschüssige Luft eintritt, die natürlich groſse Wärmemengen mit in den Schornstein entführt. Jeder Feuerrost muſs von unten gesehen gleichmaſsig hell sein. Handelt es sich um genaue Feststellung sämmtlicher Verluste, so ist natürlich auch der Gehalt der Feuergase an Wasser und Schwefligsäure zu bestimmen unter Berücksichtigung des Wassergehaltes der atmosphärischen Luft; – doch darüber später. Daſs durch jede Einführung von Wasser oder Wasserdampf ein erheblicher Wärmeverlust herbeigeführt wird, bedarf keines Beweises (vgl. 1873 210 233). Sollte man wirklich irgendwo eine bessere Wärmeausnutzung durch Einführen von Wasserdampf beobachtet haben, so würde sich dies wohl dadurch erklären, daſs der Wasserdampf die Verbrennung verlangsamt und den vorher zu groſsen Luftzutritt ermäſsigt hat (vgl. S. 337), was aber weit besser durch die Schieberstellung hätte erreicht werden können. Der Wärmeverlust einer Dampfkesselfeuerung durch Strahlung und Leitung soll nach Scheurer-Kestner (1870 196 36) im Durchschnitt 25,5, nach anderen Angaben sogar bis 40 Procent des Gesammtbrennwerthes betragen. Da dieser Verlust noch nicht direct bestimmt wurde, sondern nur als Differenz der übrigen mangelhaft festgestellten Werthe, so sind diese Angaben sehr unzuverlässig (vgl. 1874 213 255. 1878 227 105. 229 190). Da nun die Verhältnisse ganz anders würden, wenn man den Versuchskessel etwa als Calorimeter behandeln und ganz mit Wasser umschlieſsen wollte, so ist eine directe Bestimmung dieses Wärmeverlustes kaum möglich. Der Zweck lieſse sich aber wohl dadurch indirect erreichen, daſs man unter dem Versuchskessel einen Brennstoff von gleichartiger Zusammensetzung, z.B. Leuchtgas, Erdöl, dessen Brennwerth demnach genau festgestellt werden könnte, verfeuerte und nun die übrigen Wärmeverluste genau bestimmte. Wenn man dabei die Menge der abziehenden Verbrennungsgase, sowie die Temperatur im Feuerherde genau bestimmte, so könnte man unter Berücksichtigung der mit der Temperatur veränderlichen specifischen Wärme mit Hilfe der erwähnten Linde'schen Formeln auch wohl Aufschluſs über die Wärmeübertragung von den glühenden Feuergasen durch das Kesselblech zum Kesselwasser bekommen. Bis jetzt weiſs man darüber noch sehr wenig.