Zur Ausführung von Brennwerth-Bestimmungen. Mit einer Abbildung auf Tafel 36. Zur Ausführung von Brennwerth-Bestimmungen. Auf Anregung des Polytechnischen Vereines in München ist daselbst im J. 1878 eine Versuchsstation für Prüfung von Brennstoffen errichtet worden; den Berichten von H. Bunte und J. Laurent über die Arbeiten der Station entnehmen wir folgende Angaben. Nach der schematischen Darstellung Fig. 10 Taf. 36 besteht die Versuchsanlage aus einem Herd AB und zwei über einander stehenden Röhrenkesseln. Der 3m,6 lange, 1m,3 breite und 1m,85 hohe Herd ist für wagrechte und geneigte Roste eingerichtet; kurzflammige Kohlen werden auf der Seite A, langflammige auf der Seite B verbrannt. Das 4700k schwere Backsteinmauerwerk des Herdes ist mit einem Blechkasten umgeben, zwischen dessen durch Winkeleisen und Stehbolzen versteiften, 11cm von einander abstehenden Wandungen Wasser umläuft. Die Feuerthüren sind hohl und mit dem Wasser des Herdes in Verbindung gesetzt, die Thüren der Aschenkasten sind zur Vermeidung der Strahlung mit vielen Bandeisen versehen, von denen die eine Reihe immer die Oeffnungen der vorhergehenden verdeckt und somit durch die eintretende Verbrennungsluft abgekühlt wird. Während eines Versuches wird an dem nicht benutzten Ende des Feuerherdes die Oeffnung durch eine trockene Backsteinmauer ausgefüllt, Feuerthüren und die Thür zum Aschenkasten durch eine hohle, mit Wasser gefüllte Wand ersetzt. Das Speisewasser mündet in den mit Mannloch versehenen Dampfdom C, von welchem aus der entwickelte Dampf zu einem Calorimeter geleitet wird. Die beiden Röhrenkessel von 1m,2 Durchmesser haben je 73 Rauchrohre von 50mm Durchmesser. Der erste 2m,07 hohe Kessel W2 hat einen Cubikinhalt von 1cbm,9, eine Gesammtheizfläche von 24, bei normalem Wasserstande eine benetzte Heizfläche von 20qm. Das Gesammtgewicht des Kessels beträgt 2290k. Der als Vorwärmer dienende zweite Kessel W2 hat bei 1m,5 Höhe 1cbm,3 Cubikinhalt, 17qm Gesammt- und 13qm benetzte Heizfläche; er wiegt 1803k. Die Reinigung der Röhren geschieht von der mit hydraulischem Deckelverschluſs versehenen Rauchkammer G aus. Die Rauchgase entweichen durch das Rohr J zu einem Luftsauger oder durch K unmittelbar zum Schornstein. Um den durch Mitreiſsen von Wasser verursachten Fehler zu vermeiden, wird der gebildete Dampf mittels Wasser verdichtet, dessen Temperaturzunahme die vom Kessel aufgenommene Wärme ergibt. Zu diesem Zweck flieſst aus zwei hochstehenden, durch eine Rotationspumpe stets bis zum Ueberlauf gefüllten Behältern R und R1, durch im Boden angebrachte Oeffnungen eine durch Vor versuche festgestellte, stündlich etwa 3cbm betragende Wassermenge in ein zweitheiliges Gefäſs F. Ein Theil dieses Wassers wird mittels der Pumpe P durch das Rohr n in den Kessel W1 gedrückt, während der hier erzeugte Dampf wieder durch die Rohrleitung m nach F zurückkehrt und durch das aus dem Behälter R kommende Wasser verdichtet wird. Die vereinigten Wassermengen flieſsen in das Gefäſs F1 mit eingesenktem Thermometer T. Herd, Kessel und Dampfleitungen sind jetzt mit schlechten Wärmeleitern umhüllt, was bei den 29 ersten Versuchen noch nicht der Fall war. Zur Bestimmung der Wärmemengen, welche Feuerherd und Kessel durch Leitung und Strahlung verlieren, wurde das in ihnen befindliche Wasser durch Dampf aus einer Locomobile geheizt; das Mauerwerk wurde hierbei aus dem Kessel entfernt. Nachdem nun die Temperatur des im Feuerherde enthaltenen Wassers um einige Grade höher war als diejenige, bei welcher der Versuch stattfinden sollte, wurde der Herd mit einer Rotationspumpe verbunden, um fortwährend eine vollständige Mischung des im Herde enthaltenen Wassers zu bewerkstelligen, indem sie dasselbe aus dem unteren Theile des Herdes ansaugte, um dasselbe nach Bestimmung der Temperatur wieder nach oben zu befördern. Während 1 Stunde 45 Min. sank die Temperatur von 66,9 auf 62,15, also um 4,75° oder stündlich 2,72°. Der Herd enthielt 2272k Wasser; der metallische Theil desselben besteht aus 5000k Schmiedeeisen und Guſseisen, dessen specifische Wärme, zu 0,11 angenommen, einem Wasserwerth von 550k entspricht, zusammen also 2822k. Der mit Wasser gefüllte Herd verlor demnach stündlich 2822 × 2,72 = 7700c. Die Holzverkleidung des Feuerherdes hat eine Gesammtoberfläche von 22qm,1 und einen Stärke von 6cm, macht 1cbm,33 oder ein Gewicht von 740k. Die specifische Wärme des Fichtenholzes zu 0,65 angenommen, ergibt einen Wasserwerth von 480k. Die Auſsenseite der Verkleidung hatte wie das Kesselhaus selbst 30°; für die innere Seite, welche die Metallwandungen des Herdes fast berührt, wurde die mittlere Temperatur desselben, 63°, angenommen. Im Mittel betrug somit der Unterschied der Temperatur der Auſsenluft und der mittleren Wärme der Holzverkleidung 17°, zwischen Herd und Kesselhaus 34°. Der Wärmeverlust des Herdes betrug stündlich 2,82°, weshalb angenommen wurde, daſs die Umhüllung mit einem nur halb so groſsen Temperaturüberschuſs stündlich 1,36° abgenommen habe, entsprechend 650c. Der Gesammtwärmeverlust des Herdes betrug demnach 8350c. Die Abkühlung des unteren Kessels wurde dadurch bestimmt, daſs alle Viertelstunden die vom Manometer angezeigten Dampfspannungen abgelesen und dann nach Regnault in die entsprechenden Temperaturen umgerechnet wurden. Die stündliche Abkühlung betrug nur 5,95°. Der Kessel enthielt 977k Wasser, sein Eisengewicht 2290k, dessen specifische Wärme, zu 0,113 angenommen, 258k Wasser, zusammen also 1235k entspricht. Der mit Wasser gefüllte Kessel verlor demnach stündlich 7300c. Die Umhüllung des Kessels besteht gröſstentheils aus Thon, dessen specifische Wärme zu 0,23 angenommen werden kann. Die so verkleidete Oberfläche des Kessels beträgt 5qm,8, die Stärke der Umhüllung 9cm und ihr Gesammtgewicht nach Angabe des Fabrikanten 850k, entsprechend einem Wasserwerth von 195k. Die Auſsenseite der Umhüllung hatte etwa 60°, die innere Seite wurde gleich der des Kessels zu 145° angenommen, entsprechend einer mittleren Temperatur von 102,5°. Der Ueberschuſs dieser Mitteltemperatur über die Auſsenluft beträgt somit 72,5°. Macht man nun die gleiche Annahme wie beim Feuerherd, so ergibt sich, daſs, während der Kessel mit einem Temperaturüberschuſs von 115° stündlich 5,95° verlor, die Umhüllung eine Temperaturabnahme von 3,75° gehabt haben wird, entsprechend 731°. Danach ergibt sich der Gesammtwärmeverlust zu 8031c. Der in gleicher Weise bestimmte Wärmeverlust des oberen Kessels ergab 3726c. Zur Bestimmung der beim Oeffnen der Feuerthüren durch Ausstrahlung verlorenen Wärmemenge wurde die Wärme gemessen, welche die geschlossenen Feuerthüren in Folge der Strahlung des Rostes gegen dieselben aufnehmen. Zu diesem Zweck wurde das Schutzblech, mit welchem sie sonst versehen sind, entfernt und die innere Seite gut geschwärzt. Die von den Feuerthüren aufgenommene Wärme wurde nun in der Art bestimmt, daſs die Temperatur des Wassers beim Eintritt wie beim Austritt aus den Thüren, sowie die gesammte während der Dauer des Versuches durchströmte Wassermenge gemessen wurde. Auf diese Weise wurde festgestellt, daſs die beiden Thüren stündlich nur 8800c aufnehmen, so daſs, da die Thüren während einer Stunde nur 2 Minuten lang offen sind, dieser Verlust vernachlässigt wird. Zur Untersuchung der Rauchgase werden dieselben zunächst durch Absorptionsröhren r geleitet, welche Kohlensäure und Wasser zurückhalten, dann durch ein Rohr O mit glühendem Kupferoxyd, um Wasserstoff und Kohlenoxyd zu verbrennen, so daſs das gebildete Wasser und Kohlendioxyd von den Röhren s zurückgehalten wird, der Stickstoff und die überschüssige Luft sich aber in der etwa 20l fassenden Flasche a sammeln. Die Temperatur t3 wurde mit Quecksilberthermometer, t2 aber mit einem Metallpyrometer von Oechsle und einem elektrischen Pyrometer von Siemens (1877 225 463) bestimmt. Unter Benutzung dieser Temperaturen konnte übrigens mit der Linde'schen Formel kein brauchbares Resultat erzielt werden (vgl. 1879 232 339), so daſs die Rauchgasmengen lediglich auf Grund der chemischen Analyse berechnet wurden. Vor Beginn eines jeden Versuches wurde geheizt, bis nach 2 bis 4 Stunden die Anlage in allen ihren Theilen den Beharrungszustand erreicht hatte und die Calorimeter eine nahezu constante Temperatur zeigten. Von Zeit zu Zeit wurden aus dem Rauchkanal Gasproben auf ihren Kohlensäuregehalt untersucht und danach der Rauchschieber so lange gestellt, bis der beabsichtigte Kohlensäuregehalt erreicht war. Nun wurden die auf dem Rost liegenden glühenden Kohlen in einen tarirten eisernen Kasten gebracht, gewogen, wieder auf den Rost gegeben und von da ab die Menge des aufgeworfenen Brennmaterials genau bestimmt. Die am Schluſs des Versuches noch vorhandenen glühenden Kohlen wurden zurückgewogen. Als Beispiel der Berechnungen möge folgender Versuch mit Ruhrkohlen angeführt werden. Bei 0qm,4 eines grobspaltigen Planrostes, einer Kohlenschicht von 20cm, welche alle 10 Minuten ergänzt wurde, ergaben sich innerhalb 7 Stunden: k Glut am Anfang des Versuches     6,5 Kohle Aufgegeben während des Versuches 172,3 Am Ende lag auf dem Rost   26,2 Somit verbrannt im Ganzen 152,6 Stündlich verbrannt   21,8 Das Gewicht der Asche im Aschenfall betrug 15,3 Procent der verbrannten Kohle. Die mittlere Temperatur des Calorimeters des Herdes betrug 31,5°, des Kessels 33,1 und des Vorwärmers 23,30, die Temperatur des Condensationswassers 9,3°, der Rauchgase nach dem ersten Kessel (t3 =) 380°, nach dem zweiten Kessel (t2 =) 243°, des Kesselhauses 19°. Durch die Calorimeter flössen stündlich folgende Wassermengen: Calorimeter des Feuerherdes 9621, des Kessels W1 2973l, des Kessels W2 1079l Danach berechneten sich folgende Werthe: 1) Feuerherd: Vom Calorimeter aufgenommen 7\,\times\,962\,(31,5-9,3)= 149495 c Im Calorimeter geblieben 92\,(29-26,2)= 258 Im Herd geblieben 2660\,(28,5-43,5)= – 40032 Strahlung des Herdes 7\,\times\,500= 3500 „ des Calorimeters 7\,\times\,350= 2450 –––––––––– Zusammen 115671 c 2) Kessel W1: Vom Calorimeter aufgenommen 7\,\times\,2973\,(33,1-9,3)= 495302 c Im Calorimeter geblieben 252\,(31,2-21)= 2570 Dampfverbrauch der Maschine 7\,\times\,900= 6300 Strahlung des Kessels 7\,\times\,7068= 49476 „ des Calorimeters 7\,\times\,350= 2450 „ des Wasserbehälters 7\,\times\,250= 1750 ––––––––– Zusammmen 557848 c 3) Vorwärmer W2: Vom Calorimeter aufgenom. 7\,\times\,1079\,(23,3-9,3)= 105742 c Im Calorimeter geblieben 252\,(21,5-12)= 2394 Im Kessel geblieben 99\,\times\,0,28\,(100-9,6)= – 2506 Strahlung des Kessel 7\,\times\,3872= 27104 ––––––––– Zusammen 132734. c Somit eine Gesammtentwicklung von 806253c oder für 1k Kohle 5284c. Nach den Formeln von Linde würde sich ein Wärmeverlust durch die Rauchgase ergeben von 132734\,\frac{243-19}{380-243}=217025^c und eine Anfangstemperatur von 380+\frac{3656}{870}\,(380-243)=955^\circ. Die während 5½ Stunden abgesaugten Rauchgase enthielten: Kohlensäure 6,12 Kohlenoxyd 0,89 Wasserstoff 0,10 Sauerstoff 14,21 Stickstoff 78,68. Bunte stellt nun folgende Berechnung an: 1cbm Kohlenoxyd oder Kohlensäure enthält 0k,5364 Kohlenstoff, 1cbm der obigen Rauchgase somit (0,0612+0,0089)\,0,5364=0^k,0376 oder 37g,6. Die verbrannte Ruhrkohle enthielt: Kohlenstoff 81,60 Wasserstoff 4,21 Sauerstoff und Schwefel 5,48 Asche 6,04 Wasser 2,67. 1k Kohle enthielt somit 816g Kohlenstoff, so daſs dafür 816\,:\,37,6=21^cbm,7 trockene Rauchgase nach dem Schornstein entwichen. Die Temperatur derselben war 224° höher als die äuſsere Luft, deren specifische Wärme zu 0,307 angenommen einen Wärmeverlust von 0,307\,\times\,21,70\,\times\,224=1492^c für 1k Kohle gibt. Das hygroskopische Wasser und Verbrennungswasser erfordert bei 1000 für 1k Kohle 0,4059\,\times\,637=259^c, die weitere Erwärmung auf 2240-0,475\,\times\,124\,\times\,0,4059=24^c, somit ergibt sich ein Gesammtwärmeverlust durch die Rauchgase von 1492+283=1775^c. Die Verbrennungswärme von 1chm Wasserstoff zu 3088c, von 1cbm Kohlenoxyd zu 3007c angenommen, ergibt für die unvollständige Verbrennung einen Wärmeverlust von 0,0089\,\times\,3007=26,76^c für Kohlenoxyd und 0,001\,\times\,3088=3^c,09 für Wasserstoff, oder für 1k Kohle das 21,7 fache, somit 647c, daher Gesammtverlust durch die Rauchgase 2422c. Die Asche enthielt für 1k Kohle 40g,95 Kokes, ergab somit 40,95\,\times\,80,8=331^c Wärmeverlust, so daſs der Gesammtbrennwerth der Kohle 8037c betrug.