Gruben-Ventilator, System Ser. Mit Abbildungen auf Tafel 1. Gruben-Ventilator Im Génie civil, 1887 Bd. 11 * S. 375 sind vom Bergingenieur François in Anzin, Frankreich, Versuchsergebnisse veröffentlicht, welche an zwei Ser'schen Ventilatoren angestellt wurden, von denen der gröſsere mit 2m Flügeldurchmesser in Fig. 1 bis 5 Taf. 1 abgebildet ist. Auf einer frei gelagerten und durch eine Seilscheibe betriebenen Welle ist mittels einer Nabenscheibe eine Flügelscheibe aufgesetzt, welche 32 einfach gekrümmte, leichte Blechschaufeln trägt, deren äuſsere achsiale Breite von 360mm, sich dem Saugloch anschmiegend, nach Innen zu erweitert. Zwei sanft gekrümmte Blechkegel, von der Drehungswelle bis zur Flügelscheibe reichend, vermitteln einen möglichst stoſsfreien Lufteintritt in das Rad. Der äuſsere Flügelhalbmesser ist R = 1m,0, der innere r = 0m,6, demnach die radiale Flügellänge annähernd R – r = 0m,4 während die mittlere Flügelweite ½ (R + r) = r0 = 0m,8 ist. Der Winkel, welchen das äuſsere Schaufelelement mit der Kreistangente an diesem Punkt einschlieſst, ist γ = 135°, der innere Schaufelwinkel am Saugrohr = 45°. Die Luft wird vermittels der hohlen Schaufelwand durch einen spiralig sich erweiternden Mantelraum, in ein Ausblaserohr von 1cbm unteren und 4qm oberen Querschnitt, bei 8m Höhe ins Freie getrieben. Doch ist derjenige ringförmige Raum des Ventilatorgehäuses, welcher sich an die Flügelseiten anlegt, für die Luftbewegung nicht benutzt, wohl aber gewährt die innere stark abgewölbte Ringfläche desselben einen leichten Luftübertritt aus dem gegabelten Saugrohr in das Rad. Die zur Bewegungsrichtung normal stehende Wandfläche eines Flügelblattes ist f0 = 0,36 . 0,4 = 0,144 = 0qm,15. Der mittlere Flügelradius r0 = 0m,8. Die secundliche Umdrehungszahl des Flügelrades \frac{n}{60}=\frac{240}{60}=4, demnach das vom Flügelrad beschriebene Luftvolumen Q_0=2\,\pi r_0\ .\ f_0\ .\ \frac{n}{60}=2,977\ ^{\mbox{cbm}}/_{\mbox{Sec.}} Die Umfangsgeschwindigkeit am äuſseren Flügelkreis ist v=2\,\pi R\ .\ \frac{n}{60}=25,12\ ^{\mbox{m}}/_{\mbox{Sec.}} v^2=631; g=9,81 und \delta=1,2 das mittlere Luftgewicht, so folgt die theoretische Druckverminderung h_0=\frac{\delta}{g}\ .\ v^2 in Millimeter Wassersäule und \sqrt{(g:\delta)}\ .\ \sqrt{h_0}=v die Geschwindigkeit in Meter, wonach Q_0=F\ .\ v die theoretische Luftmenge in Cubikmeter und daher F=\frac{Q_0}{v}=\sqrt{(g:\delta)}\,\frac{Q_0}{\sqrt{h_0}}=0,35\,\frac{Q_0}{\sqrt{h_0}} der frei bleibende Durchgansgquerschnitt ist. Nach Murgue ist F=0,38\ .\ \frac{Q}{\sqrt h} gesetzt. Hiernach wird für diesen Ventilator bei 240 Umdrehungen in der Minute der Manometerstand h_0=\frac{1,2}{9,81}\ .\ 631=77^{mm},2 Wassersäule und für Q = 12cbm/sek. und einem Manometerstand von h = 54mm,2 unter dem Atmosphärendruck die Querschnittsöffnung des Saugkanales F=0,38\,\frac{12}{\sqrt{54,2}}=0^{qm},63 betragen müssen. In diesem Fall ist das Druckverhältniſs \frac{h}{h_0}=\frac{54,2}{77,2}=0,70 und das Volumverhältniſs \frac{Q}{Q_0}=\frac{12}{2,977}=4,1. Indem nun, bei möglichst gleich bleibenden Ventilatorumdrehungen und für verschiedene Saugrohrquerschnitte die Manometerstände abgelesen, die angesaugten Luftmengen berechnet wurden, sind diese auf die genaue Tourenzahl n = 240 reducirten Werthe in eine Tabelle geordnet und daraus das beigegebene Diagramm (Fig. 6) zusammengestellt. A. Versuchsergebnisse des Ventilators R = 1m. NummerdesVersuches Saugrohrquer-schnittF in qm LuftmengeQ in cbm/Sec. Manometerstandh in mmWassersäule Druck-verhältniſs\frac{h}{h_0} Volum-verhältniſs\frac{Q}{Q_0}   1 – – 46,4 0,6 –   2 0,17   3,009 47,1   0,61   1,0   5 0,63 12,146 54,2   0,70   4,1   9 0,83 17,280 63,2   0,82   5,8 12 0,97 21,678 72,0   0,93   7,3 13 1,06 22,520 65,2   0,85   7,6 14 1,42 26,921 51,9   0,67   9,0 16 1,87 33,590 46,9   0,61 11,2 18 2,73 39,110 29,6   0,38 13,1 Im Fall Nr. 13 für die normale Kanalweite F = 1qm,06 ist durch Indicatorversuche die Leistung der Dampfmaschine zu Ni = 48 ermittelt, der Leerlauf derselben ergab Na = 12 , so daſs für den Ventilatorbetrieb Ne = 48 – 12 = 36 erfordert werden. Die Nutzleistung durch die bewegte Luft ist N_0=\frac{Q\,.\,h}{75}=19,6 . Hiernach stellt sich der Wirkungsgrad der Ventilatorleistung in Bezug auf die Dampfmaschinenleistung wie \mu=\frac{N_0}{N_i}=\frac{19,6}{48}=0,41 und in Bezug auf den Ventilator selbst wie folgt zu \eta=\frac{N_0}{N_e}=\frac{19,6}{36}=0,55. Bei einer zweiten Versuchsreihe, mittels eines Ventilators von Ser mit 2R = 1m,4 Flügeldurchmesser wurden folgende Ergebnisse aufgezeichnet. Bei einer minutlichen Umdrehungszahl n = 400 ist die Umfangsgeschwindigkeit v = 29m,3, der theoretische Manometerstand h0 = 105mm, das theoretische, vom Ventilator erzeugte Luftvolumen 1,49cbm/Sec. B. Versuchsergebnisse des Ventilators R = 0m,7. NummerdesVersuches Saugrohrquer-schnittF in qm LuftmengeQ in cbm/Sec. Manometerstandh in mmWassersäule Druck-verhältniſs\frac{h}{h_0} Volum-verhältniſs\frac{Q}{Q_0}   1 – – 63,2 0,6 –   2 0,15   3,227 66,5   0,63   2,16   5 0,47 11,615 89,2   0,85   7,78   7 0,72 16,280 73,4   0,70 10,91   9 0,83 17,588 65,0   0,62 11,79 11 1,32 24,085 47,8   0,46 16,14 13 2,72 28,584 15,9   0,15 19,16 Sowohl die Drucklinie als auch die Linie für die angesaugten Luftmengen sind im Diagramm (Fig. 7) in vollgezogener Linie ausgezeichnet, während in dasselbe Diagramm die auf die gleiche Umfangsgeschwindigkeit von v = 29m,3 entsprechend der Umdrehungszahl n = 280 reducirten Werthe des groſsen Ventilators A in gestrichelten Linien zur besseren Vergleichung übertragen sind. Da es bei einem gröſseren Querschnitt des Saugkanales entschieden vortheilhafter ist, einen gröſseren Ventilator anzuwenden, so ist für eine Druckverminderung von h = 80mm Wassersäule und bei einem angenommenen Contractionscoëfficienten von 0,75 die nachfolgende Zusammenstellung für voraussichtliche Werthe gegeben. Durchmesserdes Ventilators2R in m Saugkanal-querschnitt F in qm Secundlich ab-gesaugte Luftmengein cbm Tourenzahl desVentilen einerMinute 1,00 0,30     8 560 1,40 0,56   15 400 2,00 1,20   32 260 2,50 1,85   50 210 3,00 2,66   72 160 4,00 4,60 125 120 Bemerkenswerth sind noch die Kraft messenden Untersuchungen von H. Tresca mit einem Grubenventilator, System Ser, von 1m Flügelhalbmesser. R=1^m,\ n=240,\ v=25^m,12. Der aus mehr als 300 Beobachtungen ermittelte mittlere Manometerstand betrug bei dieser Geschwindigkeit h_0=93^{mm},44 Wassersäule. Der durch Rechnung gefundene Werth h=\frac{\delta}{g}\,.\,v^2=75^{mm},6 Wassersäule. Das Druckverhältniſs \frac{h}{h_0}=0,81. Mittels eines Windmessers wurde die mittlere Windgeschwindigkeit im Ausblaserohr und zwar im Querschnitt F2 = 5qm,59 zu v2 = 5m,118 gefunden, woraus eine Luftmenge Q2 = 5,59 . 5,118 = 28cbm,61 folgt. Das vom kreisenden Flügelrad secundlich beschriebene Luftvolumen ist Q_0=2\,\pi r_0\,.\,f_0\,.\,\frac{n}{60}=2^{cbm},977, woraus sich ein Volumverhältniſs \frac{Q_2}{Q_0}=\frac{28,61}{2,977}=9,61 ergibt. Bei einem Uebersetzungsverhältniſs von 1 : 6 zwischen Dampfmaschine und Ventilator wurden durch Indicatoraufnahmen die folgenden Effecte gemessen. Umdrehungen GesammteIndicatorleistungE1 in mk Leerlauf-leistung derDampfmaschineEa in mk Leistung zumBetriebdes VentilatorsEe in mk \frac{E_e}{{n_1}^3} der Dampf-maschine nt des Ven-tilators n 32 192 2263   618 1645 0,0502 34 204 2712   665 2047 0,0520 36 216 3070   720 2350 0,0503 38 228 3622   790 2832 0,0516 40 240 4119   870 3249 0,0507 42 252 4561   950 3611 0,0487 44 264 4769 1040 3729 0,0436 46 276 6303 1125 5178 0,0532 Zum Betrieb des Ventilators bei n = 240 in der Minute sind N_e=\frac{E_e}{75}=\frac{3249}{75}=43,3 erforderlich. Die durch die Luftbewegung bedingte Leistung ist N_0=\frac{Q\,.\,h}{75}=\frac{28,61\,.\,93,44}{75}; N_0=\frac{2673}{75}=35,6 Der Wirkungsgrad des Ventilators \eta=\frac{N_0}{N_e}=\frac{35,6}{43,3}=0,82. Endlich ist daraus ersichtlich, daſs die Ventilatorleistung der dritten Potenz der Umdrehungszahl proportional \frac{E_e}{{n_1}^3}=0,05 und annähernd constant ist. Pregél.