| Titel: | Ueber Schiffsmaschinen mit dreifacher Expansion. | 
| Autor: | Freytag | 
| Fundstelle: | Band 276, Jahrgang 1890, S. 14 | 
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                        Ueber Schiffsmaschinen mit dreifacher
                           								Expansion.
                        Mit Abbildungen.
                        Ueber Schiffsmaschinen mit dreifacher Expansion.
                        
                     
                        
                           Die im verflossenen Jahre in England von einer besonderen Commission unter dem
                              									Vorsitze des Prof. Kennedy angestellten Versuche mit einer
                              									Schiffsmaschine mit dreifacher Expansion (Engineering, 10. Mai
                                 										1889) haben die von der Praxis längst bestätigte Ueberlegenheit derselben
                              									über die Verbundmaschine, namentlich wegen ihrer in Folge höherer Spannungen des
                              									Kesseldampfes ganz bedeutenden Brennmaterialersparniſs vollkommen zum Ausdruck
                              									gebracht; dazu kommt, daſs die mit dreifachen Expansionsmaschinen ausgerüsteten
                              									Schiffe zum Unterbringen der Kohlen kleinere Räume erfordern, als entsprechende
                              									Schiffe mit Verbundmaschinen, sowie auch ihre hochgespannten Dampf liefernden
                              									Röhrenkessel ein erheblich geringeres Gewicht besitzen, als die meist cylindrischen
                              									Kessel der letzteren.
                           Es unterliegt wohl keinem Zweifel, daſs die dreifache Expansionsmaschine namentlich
                              									als Schiffsmaschine sich immer weiteren Eingang verschaffen und die Verbundmaschine
                              									bald völlig verdrängen wird, um so mehr, als die wachsenden Fahrtgeschwindigkeiten
                              									der Schiffe auch entsprechend höhere Dampfspannungen bedingen, die den ökonomischen
                              									Betrieb mit Verbundmaschinen immer ungünstiger gestalten.
                           Die zu Schnellfahrten bestimmten Schiffe der Handelsmarine, nicht minder diejenigen
                              									der Kriegsmarine sind bereits seit einiger Zeit mit dreifachen, mitunter auch mit
                              									vierfachen Expansionsmaschinen ausgerüstet worden, und die Erfahrungen der nächsten
                              									Jahre werden zeigen, ob letzteres System die dreifache Expansionsmaschine zu
                              									verdrängen berufen ist.
                           Eine Zusammenstellung von Resultaten der vor Kurzem in England angestellten Versuche
                              									mit dreifachen Expansions- und Verbundmaschinen gibt die nachstehende Tabelle.
                           Dieselbe ist, wie auch die weiteren Angaben einer interessanten Abhandlung des Génie civil, 1890 * S. 19, von E. Féraud über dreifache Expansionsmaschinen, namentlich Schiffsmaschinen,
                              									entnommen und zeigt den
                              									bedeutenden Fortschritt, welcher durch Einführung der dreifachen Expansionsmaschine
                              									gemacht ist.
                           
                              
                                 Schiffe
                                 Type der Maschine
                                 Brennmaterial-ersparniſs mitder dreif.
                                    											Ex-pansionsmasch.
                                 Bemerkungen
                                 
                              
                                 
                                    Koono
                                    
                                    Draco
                                    
                                 VerbundmaschineMaschine mit dreif.
                                    											Expansion
                                 20 Proc.
                                 Schiffe von glei-cher Bauart
                                 
                              
                                 
                                    Norge
                                    
                                    Hispania
                                    
                                 VerbundmaschineMaschine mit dreif.
                                    											Expansion
                                        26    „
                                 dto.
                                 
                              
                                 Yeddo„
                                 VerbundmaschineMaschine mit dreif.
                                    											Expansion
                                        24    „
                                 Maschine wurdeumgebaut
                                 
                              
                           Angenommen, ein mit Verbundmaschine arbeitendes Packetboot verrichte den
                              									regelmäſsigen Dienst zwischen zwei Stationen A und B und lade auf einer Zwischenstation C so viel Kohlen als nöthig sind, um von A nach C und von C nach B zu gelangen.
                           Wenn dann die Verbundmaschine auf der Fahrt von A nach
                              										C an Brennmaterial P
                              									Tonnen Kohlen nöthig hat, so braucht ein gleiches, mit dreifacher Expansionsmaschine
                              									arbeitendes Boot bei seiner Abfahrt von A nur P (1 – K') Tonnen Kohlen
                              									mitzunehmen. (Dieser Ersparniſscoefficient K' ist
                              									weiter unten näher ausgedrückt.)
                           Kostet die Tonne Kohlen in A m Fr., n Fr. in C und p Fr. in B so würde bei
                              									einer Hin- und Rückfahrt erspart sein:
                           
                              
                                 auf
                                 der
                                 Abfahrtstation A
                                 
                                    K' Pm
                                    
                                 Fr.
                                 
                              
                                 „
                                 „
                                 Zwischenstation C
                                 2K'Pn
                                 „
                                 
                              
                                 „
                                 „
                                 Endstation B
                                 
                                    K' Pp
                                    
                                 „
                                 
                              
                                 ––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––
                                 
                              
                                 demnach
                                 Gesammtersparniſs
                                 K'P (m + 2n + p)
                                 Fr.
                                 
                              
                           Bezeichnet P1 das
                              									Gewicht der Verbundmaschine mit Kessel und P2 dasjenige der dreifachen Expansionsmaschine
                              									(ebenfalls mit zugehörigem Kessel), so kann von A nach
                              										B an Stelle der ersparten Kohlen und des geringeren
                              									Kessel- bezieh. Maschinengewichtes π = K' P + (P1
                              									– P2) Tonnen Fracht
                              									mehr geladen werden; die dadurch erzielte Mehreinnahme beträgt bei einem Frachtsatze
                              									von q Fr. für die Tonne:
                           [K' P + (P1 – P2)] q Fr.,
                           demnach ergibt sich für die Hin- und Rückfahrt, gegenüber der
                              									Verbundmaschine, eine Ersparniſs von:
                           A = K' P (m + 2 n + p) + [K' P + (P1 – P2)] q Fr. . .   1)
                           Bezeichnet man mit a die Anzahl der Fahrten im Laufe
                              									eines Jahres und berücksichtigt noch die nach Fertigstellung von Maschinen und
                              									Kesseln in den Werkstätten den Erbauern in der Regel gezahlte Prämie von s Fr. für die Tonne, so beträgt bei einer Dienstzeit
                              									des Bootes von N Jahren die Totalersparniſs bei
                              									Anschaffung einer dreifachen Expansionsmaschine:
                           B=K'\,P\,(m+2\,n+p)+[K'\,P+(P_1-P_2)]\,q-\frac{s}{N\,a}\,(P_1-P_2)\
                                 										\mbox{Fr.} 2)
                           
                           Soll z.B. eine Verbundmaschine mit 2 Cylindern in eine dreifache Expansionsmaschine
                              									mit 3 Cylindern umgebaut werden, so wird offenbar die letztere Maschine schwerer
                              									sein als die Verbundmaschine.
                           Es sei π'' diese Gewichtsvermehrung und π' die Ersparniſs an Kesselgewicht, demnach π' – π'' die Gewichtsvermehrung von Kessel und
                              									Maschine; wenn dann π' > π'', so läſst sich die Ersparniſs nach Gl. 2 berechnen;
                           ist π' = π'', so erhält man nach
                              									Einsetzung in Gl. 1 die Ersparniſs durch: A = K'P (m + 2n + p) + K'Pq Fr. ausgedrückt, und wenn π' < π'', so verliert man an Stelle
                              									der ersparten K'P Tonnen Kohlen ein Frachtgewicht von
                              										π'' – π'.
                           Die auf den Kolben einer Dampfmaschine übertragene, durch Ausdehnung eines mit der
                              									absoluten Anfangsspannung h1 (Fig. 1) in den Cylinder von D Meter Durchmesser tretenden Dampfvolumens von V0 Cubikmeter
                              									entstandene Arbeit beträgt:
                           
                              T\,p=V_0\,h_1\,\left(1+l\,n\,\frac{\frac{D^2\,\pi}{4}}{V_0}-\frac{h'}{h_1}\,.\,\frac{\frac{D^2\,\pi}{4}}{V_0}\right)\,\mbox{kgm}
                              
                           oder
                           
                              T_p=V_0\,h_1\,\left(1+l\,n\,0,785\,\frac{D^2}{V_0}-\frac{h'}{h_1}\,.\,0,875\,\frac{D^2}{V_0}\right)\,\mbox{kgm}
                              
                           worin noch h' die Spannung des
                              									Gegendruckes bezeichnet. Läſst man in demselben Cylinder ein anderes Volumen V2 mit der
                              									Anfangsspannung h2
                              									expandiren, so ist auch
                           
                              T'\,p=V_2\,h_2\,\left(1+l\,n\,0,785\,\frac{D^2}{V_2}-\frac{h'}{h_2}\,.\,0,785\,\frac{D^2}{V_2}\right)\,\mbox{kgm}
                              
                           und wenn man dieses Volumen so wählt, daſs V2h2
                              									= V0h1, erhält man
                           
                              \frac{T'\,p}{T\,p}=\frac{1+l\,n\,0,785\,\frac{D^2}{V_2}-\frac{h'}{h_2}\,.\,0785\,\frac{D^2}{V_2}}{1+l\,n\,0,785\,\frac{D^2}{V_0}-\frac{h'}{h_1}\,.\,0,785\,\frac{D^2}{V_0}},\
                                 										\mbox{woraus}
                              
                           
                              \frac{T'\,p-T\,p}{T\,p}=\frac{\left(l\,n\,0,785\,\frac{D^2}{V_2}-\frac{h'}{h_2}\,.\,0,785\,.\,\frac{D^2}{V_2}\left)-\right(l\,n\,0,785\frac{D^2}{V_0}-\frac{h'}{h_1}\,.\,0,785\,\frac{D^2}{V_0}\right)}{1+l\,n\,0,785\,\frac{D^2}{V_0}-\frac{h'}{h_1}\,.\,0,785\,\frac{D^2}{V_0}}
                              
                           Da nun
                              										l\,n\,.\,0,785\,.\,\frac{D^2}{V_2}-l\,n\,.\,0,785\,.\,\frac{D^2}{V_0}=l\,n\,\frac{0,785\,\frac{D^2}{V_2}}{0,785\,\frac{D^2}{V_0}}=l\,n\,.\,\frac{V_0}{V_2},
                           so findet man endlich:
                           \frac{T'\,p-T\,p}{T\,p}=\frac{l\,n\,\frac{V_0}{V_2}}{1+l\,n\,.\,0,785\,\frac{D^2}{V_0}-\frac{h^1}{h_1}\,.\,\frac{D^2}{V_0}}=\frac{l\,n\,\frac{h_2}{h_1}}{1+l\,n\,.\,0,785\,\frac{D^2}{V_0}-\frac{h'}{h_1}\,.\,\frac{D^2}{V_0}}
                              									3)
                           
                           Es läſst sich aus dieser Formel der bei Erhöhung der Dampfspannung eintretende
                              									Arbeitsgewinn berechnen.
                           Soll ein für Schnellfahrten bestimmtes Schiff seine Fahrtgeschwindigkeit von q Knoten um p Knoten
                              									vergröſsern, so muſs nothwendiger Weise die Kesselspannung derart erhöht werden,
                              									daſs der dadurch erzielte Arbeitsgewinn dieser Geschwindigkeitszunahme
                              									entspricht.
                           Wenn p nicht sehr bedeutend und dieselbe Schiffsschraube
                              									beibehalten wird, so ist
                           
                              H\,(1-r)=\frac{q\,.\,30,866}{n}.
                              
                           wenn H die Steigung der Schraube,
                              										r den Rücklauf derselben und n die Anzahl der Umdrehungen der Maschine in der Minute
                              									bezeichnet, demnach bei q + p Knoten:
                           
                              H\,(1-r)=\frac{(q+p)\,30,866}{n'}
                              
                           und da die Arbeit der Schraubenwelle der dritten Potenz der
                              									Anzahl der Umdrehungen proportional gesetzt werden kann, wenn Tp1 die Arbeit bei n und Tp1 diejenige bei n1 Umdrehungen bezeichnet
                           
                              \frac{T'\,p_1-T\,p_1}{T\,p_1}=\frac{n'^3-n^3}{n^3}\
                                 										\mbox{woraus}
                              
                           \frac{T'\,p_1-T\,p_1}{T\,p_1}=\frac{\left[\frac{(q+p)\,30,866}{H\,(1-r)}\right]^3-\left[\frac{q\,.\,30,866}{H\,(1-r)\right]^3}}{\left[\frac{q\,.\,30,866}{H\,(1-r)}\right]^3}=\frac{p^3+3\,p^2\,q+3\,q^2\,p}{q^3}
                              									4)
                           Die der erhöhten Geschwindigkeit entsprechende Mehrleistung der Schraubenwelle läſst
                              									sich nun auch nach Gl. 4 berechnen, welche annähernde, von der Wirklichkeit wenig
                              									abweichende Resultate gibt, und da die Arbeit der Schraubenwelle wieder proportional
                              									der von der Maschine abgegebenen Arbeit ist, so erhält man auch
                           \frac{T'\,p-T\,p}{T\,p}=\frac{p^3+3\,p^2\,q+3\,q^2\,p}{q^3}
                              									. . . . . . 5)
                           Erhöht man demnach die Spannung h1 um die Gröſse
                              										\frac{h_2-h_1}{h_1}, so vermehrt man die maschinelle Leistung
                              									um den Betrag \frac{T'\,p-T\,p}{T\,p} sowie die Geschwindigkeit
                              									des Schiffes um p Knoten.
                           Aus Gl. 5 läſst sich auch, wenn p bekannt ist, diejenige
                              									Gröſse ermitteln, um welche die Kesselspannung erhöht werden muſs, damit die
                              									festgesetzte höhere Fahrtgeschwindigkeit erreicht wird. Soll nun ein mit
                              									Verbundmaschine und 2 Cylindern arbeitendes Schiff eine Erhöhung seiner Leistung
                              									bezieh. Geschwindigkeit erfahren, so muſs nothwendiger Weise der Kesseldruck erhöht
                              									werden und da der ökonomische Betrieb sich jetzt weniger vortheilhaft gestaltet,
                              									wird es zweckmäſsig sein, gleichzeitig auch den Umbau der Verbundmaschine unter Beibehaltung ihrer beiden
                              									Cylinder in eine dreifache Expansionsmaschine vorzunehmen.
                           Angenommen, die Verbundmaschine habe in einem derartigen Falle die folgenden
                              									Verhältnisse:
                           
                              
                                 Durchmesser
                                 des
                                 kleinen
                                 Cylinders
                                 1100mm
                                 
                              
                                 „
                                 „
                                 groſsen
                                 „
                                 2163mm
                                 
                              
                                 Kolbenhub
                                 1000mm
                                 
                              
                                 Kesseldruck
                                       5k,500
                                 
                              
                                 Dampfdruck im Cylinder
                                       4k,000
                                 
                              
                                 Effective Leistung
                                 2376 
                                 
                              
                                 Füllung des kleinen Cylinders
                                       0,72
                                 
                              
                                     „        „   groſsen        „
                                       0,32
                                 
                              
                           Mittlere Geschwindigkeit bei 79,55 Umdrehungen in der Minute:
                              									14,42 Knoten,
                           
                              
                              Fig. 1., Bd. 276, S. 18
                              
                           
                              
                              Fig. 2., Bd. 276, S. 18
                              
                           so findet man aus Gl. 3 die mit der Erhöhung der
                              									Kesselspannung von 5k bis auf 10k wachsende Mehrleistung der Maschine zu 6 Proc.
                              									bis 23 Proc. der ursprünglichen Leistung; es beträgt nämlich die Gesammtleistung bei
                              									einer Erhöhung der Kesselspannung von
                           
                           
                              
                                 5k
                                 auf
                                   6k
                                   6
                                 Proc.
                                 der
                                 ursprünglichen
                                 Leistung
                                 oder
                                 2518 
                                 
                              
                                 5k
                                 „
                                   7k
                                 11
                                 „
                                 „
                                 „
                                 „
                                 „
                                 2637 
                                 
                              
                                 5k
                                 „
                                   8k
                                 16
                                 „
                                 „
                                 „
                                 „
                                 „
                                 2756 
                                 
                              
                                 5k
                                 „
                                   9k
                                 20
                                 „
                                 „
                                 „
                                 „
                                 „
                                 2851 
                                 
                              
                                 5k
                                 „
                                 10k
                                 23
                                 „
                                 „
                                 „
                                 „
                                 „
                                 2922 
                                 
                              
                           Da sich die Arbeiten proportional mit den dritten Potenzen der Geschwindigkeiten
                              									ändern, so ergibt sich, wie nachstehende Tabelle zeigt, aus
                              										\frac{F'-F}{F}=\frac{n'^3-n^3}{n^3}, da in vorliegendem Falle
                              										n = 79,55 und F =2376
                              									, bei der Mehrleistung von 6 Proc. bis 23 Proc. ein stetiges Wachsen der
                              									Anzahl der Umdrehungen von 79,55 bis zu 85,23 in der Minute und zwar
                           
                              
                                 bei
                                   6
                                 Proc.
                                 Mehrleistung
                                 81,11
                                 Umdrehungen
                                 in
                                 der
                                 Minute
                                 
                              
                                 „
                                 11
                                 „
                                 „
                                 82,36
                                 „
                                 „
                                 „
                                 „
                                 
                              
                                 „
                                 16
                                 „
                                 „
                                 83,58
                                 „
                                 „
                                 „
                                 „
                                 
                              
                                 „
                                 20
                                 „
                                 „
                                 84,53
                                 „
                                 „
                                 „
                                 „
                                 
                              
                                 „
                                 23
                                 „
                                 „
                                 85,23
                                 „
                                 „
                                 „
                                 „
                                 
                              
                           Mit Beibehaltung der Verbundmaschine würde wegen des höheren Kesseldruckes im kleinen
                              									Cylinder jetzt nur eine Füllung von 0,25 erforderlich sein.
                           Da das Schiff bei der maschinellen Leistung von 2376  eine
                              									Fahrtgeschwindigkeit von q = 14,42 Knoten entwickelte,
                              									so erhält man nach Gl. 5 mit der Erhöhung der Leistung um 23 Proc.
                           p3 +
                                 											3p2q + 3pq3 =q3 . 0,23
                           p = 1,55,
                           d.h. die Geschwindigkeit des Schiffes beträgt nun 14,42 + 1,55
                              									= 15,97 Knoten.
                           Soll die Verbundmaschine unter Beibehaltung ihrer Cylinder in eine dreifache
                              									Expansionsmaschine umgewandelt werden, so muſs der Dampf anstatt der zweimaligen
                              									Expansion von 10k auf 1k,350 und von 1k,350 auf 0k,25 eine dreimalige Expansion
                              									von 10k auf 5k,
                              									von 5k auf 1k,350 und von 1k,350 auf 0k,25 durchmachen. Um die nutzbare Wärme der
                              									Maschine zu erhöhen, wird man jetzt zweckmäſsig die Condensationen verringern und
                              									hat dann zur Erzeugung der Geschwindigkeit von 15,97 Knoten eine geringere bewegende
                              									Kraft nothwendig.
                           Nimmt man beim Ausströmen des Dampfes aus dem hinzu kommenden Hochdruckcylinder nach
                              									dem Zwischenbehälter einen Spannungsabfall von 0k,8 an, so ergibt sich aus dem Diagramm (Fig.
                                 									2) nach Einzeichnen der senkrechten Linie a c das
                              									Volumen des Hochdruckcylinders zu 0cbm,470,
                              									demnach
                           
                              \frac{d^2\,\pi}{4}=\frac{0,47}{1,1}=0^qm,4272\
                                 										\mbox{und}
                              
                           
                              d=0^m, 738.
                              
                           Hierbei sind die schädlichen Räume noch nicht mit
                              									berücksichtigt; bezeichnet man das Volumen derselben mit E, so ergibt sich der wirkliche Durchmesser des Hochdruckcylinders
                              									aus:
                           
                           
                              \frac{d^2\,\pi}{4}=\frac{0,47-E}{1,1}\ \mbox{zu}\ \sim\
                                 										0^m,730.
                              
                           Um eine möglichste Brennmaterialersparniſs zu erzielen, sei wieder V0 (Fig. 3) ein Volumen Dampf mit der Anfangsspannung h1, welches nach
                              									Expansion in einem Cylinder vom Durchmesser D um den
                              										\frac{Z}{Z_0} fachen Betrag gröſser wird und in die Spannung
                              										h1 übergeht.
                           
                              
                              Fig. 3., Bd. 276, S. 20
                              
                           
                              
                              Fig. 4., Bd. 276, S. 20
                              
                           Die dieser Ausdehnung entsprechende Arbeit beträgt wie oben
                           
                              T_p=V_0\,h_1\,\left(1+l\,n\,\frac{Z}{Z_0}-\frac{h'}{h_1}\,.\,\frac{Z}{Z_0}\right).
                              
                           Damit das Volumen V0 ein
                              									Maximum von Arbeit entwickelt, hat man den ersten Differentialquotienten gleich Null
                              									zu setzen, also
                           
                              d\,T\,p=\frac{d\,\frac{Z}{Z_0}}{\frac{Z}{Z_0}}=\frac{h'}{h_1}\,.\,d\,\frac{Z}{Z_0}=0,
                              
                           d.h. die Expansion muſs so weit ausgedehnt werden, daſs die
                              									Spannung h_1\,\times\,\frac{Z}{Z_0}h_1+\frac{Z}{Z_0} gleich dem Gegendrucke wird; es ist deshalb nöthig, das Volumen des
                              									groſsen Cylinders entsprechend der durch den Punkt a''b'' gelegten Linie m1n1 zu wählen. Bei der Ausführung vermindert man
                              									dieses Volumen, um einen Spannungsabfall des Dampfes von
                              										\frac{1}{n} Kilo zu erhalten, welcher das Ueberführen
                              									desselben in den Condensator erleichtert, und es sei a
                                 										b dieser Betrag.
                           Will man nun die indicirte Arbeit von F Pferden, durch
                              									die Fläche mnabc dargestellt, kleiner erhalten, so muſs
                              									man an Stelle V0 ein
                              									Dampfvolumen V' expandiren lassen, welches im groſsen
                              									Cylinder ein neues Volumen C'0 einnimmt. Behält man dieses Volumen bei und will man mit der erhöhten
                              									Kesselspannung die Arbeit von F Pferden erzeugen, so
                              									muſs die Einströmspannung des Dampfes so gewählt werden, daſs die Fläche pqn'm der Fläche n'nabb'a'
                              									äquivalent wird. Nimmt man an, das Diagramm mnabc sei
                              									dasjenige der Verbundmaschine und C'0 das Volumen des groſsen Cylinders, so hat man bei
                              									dem Umbau der Maschine in eine dreifache Expansionsmaschine anstatt des Volumens V0 ein Volumen
                              										\frac{V_0}{r}=V mit der Spannung h2 in den kleinen Cylinder einzuführen,
                              									welches sich ergibt aus:
                           
                              V\,h_2=V'\,h_1=\frac{V_0}{r}\,h_1,
                              
                           worin r einen weiter unten
                              									angegebenen Werth bezeichnet.
                           Um endlich den Ersparniſscoefficienten K' festzustellen,
                              									zerlegt man denselben in zwei Coefficienten K'1 und K'2, der erstere von der
                              									Maschine, der andere von der Kesselconstruction abhängig. Da jede Calorie einer
                              									Arbeit von 425mk entspricht, beträgt die erzeugte
                              									Arbeit einer mit t10 in den Cylinder eintretenden und mit t00 in den Condensator entweichenden
                              									Dampfmenge
                           
                              425\,\frac{t_1-t_0}{273+t_1}.
                              
                           Wenn der Dampf in Folge der höheren Kesselspannung h2 eine Temperatur t20
                              									annimmt, so wird, wenn t0 constant bleibt, die Arbeit im Verhältnisse
                              										1:\frac{t_2-t_0}{t_1-t_0}\,.\,\frac{273+t_1}{273+t_2} gröſser
                              									werden, und da K'1
                              									gleich der Differenz dieser beiden Arbeiten ist, ergibt sich
                           
                              {K'}_1=\frac{t_2-t_0}{t_1-t_0}\,.\,\frac{273+t_1}{273+t_2}-1\
                                 										\mbox{oder},
                              
                           
                              {K'}_1=\left[\left(\frac{t_2-t_0}{t_1-t_0}\,.\,\frac{273+t_1}{273+t_2}\right)-1\right]\,a=(r-1)\,a,\
                                 										\mbox{wenn noch}
                              
                           a einen von den
                              									Füllungsverhältnissen abhängigen Coefficienten bezeichnet               6)
                           Die nachstehende Tabelle enthält die theoretischen Werthe von K'1 für absolute Spannungen von 7k bis 20k.
                           
                              
                                 AbsoluteDampf-spannung
                                 Temperatuv t1in Graden
                                 \frac{t_1-t_0}{273+t_1} fürt0 = 62°
                                 
                                    
                                    r
                                    
                                 WirklicheErsparniſs
                                 
                                    
                                    K'
                                    1
                                    
                                 
                              
                                   7
                                 164
                                 0,233
                                 1
                                 –
                                 –
                                 
                              
                                   8
                                 170
                                 0,243
                                 1,04
                                     4 Proc.
                                 0,04
                                 
                              
                                   9
                                 173
                                 0,249
                                 1,06
                                     6     „
                                 0,06
                                 
                              
                                 10
                                 179
                                 0,258
                                 1,10
                                   10     „
                                 0,10
                                 
                              
                                 11
                                 183
                                 0,265
                                 1,13
                                   13     „
                                 0,13
                                 
                              
                                 12
                                 187
                                 0,271
                                 1,16
                                   16     „
                                 0,16
                                 
                              
                                 13
                                 190
                                 0,277
                                 1,18
                                   18     „
                                 0,18
                                 
                              
                                 14
                                 194
                                 0,282
                                 1,21
                                   21     „
                                 0,21
                                 
                              
                                 15
                                 197
                                 0,287
                                 1,23
                                   23     „
                                 0,23
                                 
                              
                                 16
                                 200
                                 0,292
                                 1,25
                                   25     „
                                 0,25
                                 
                              
                                 17
                                 203
                                 0,296
                                 1,27
                                   27     „
                                 0,27
                                 
                              
                                 18
                                 206
                                 0,301
                                 1,29
                                   29     „
                                 0,29
                                 
                              
                                 19
                                 209
                                 0,305
                                 1,30
                                   30     „
                                 0,30
                                 
                              
                                 20
                                 212
                                 0,309
                                 1,32
                                   32     „
                                 0,32
                                 
                              
                           
                           Der von der Kesselconstruction und dem Temperaturabfall des Dampfes auf dem Wege vom
                              									Kessel nach der Maschine abhängige Coefficient K'2 läſst sich nur in jedem besonderen Falle
                              									festsetzen, und sein Werth ist gegen K'1 äuſserst gering.
                           Wenn wieder in Fig. 4
                              									mnabc das Diagramm einer Verbundmaschine vorstellt,
                              									deren Hochdruckcylinder mit Dampf von h2k Spannung oder
                              									von t20 Temperatur gespeist wird, so ergibt sich
                              									aus Gl. 6:
                           
                              r=\frac{t_2-t_0}{t_1-t_0}\,.\,\frac{273+t_1}{273+t_2}\
                                 										\mbox{und damit der Quotient}\ \frac{V_0}{r}.
                              
                           Macht man deshalb in dem Diagramm (Fig. 4)
                              										V'=m\,n'=\frac{V_0}{r}, zieht die Senkrechte n'a'' und durch a'' den
                              									Strahl ob', welcher die Verlängerung von mn' in b' schneidet, legt
                              									ferner durch letzteren Punkt eine Senkrechte b'b1, welche auf der
                              									Geraden OX das Volumen des groſsen Cylinders C'0 der dreifachen
                              									Expansionsmaschine abschneidet, und zieht die Senkrechte b'b1 bis zur Verlängerung von pq, so erhält man einen Punkt b'', welcher ebenfalls mit O durch einen
                              									Strahl zu verbinden ist; zieht man durch den auf diesem Strahl liegenden Punkt a''' die Senkrechte qa''',
                              									so ist damit das Volumen pq = V des Einströmdampfes in
                              									den Hochdruckcylinder der dreifachen Expansionsmaschine bestimmt.
                           Zeichnet man jetzt die Curve qn'a1 nach dem Mariotte'schen Gesetz, so gibt die Fläche pqa1b1c die Totalarbeit des
                              									Dampfes und es bleibt nur noch übrig, dieselbe zu zerlegen, um die Durchmesser der
                              									anderen Cylinder zu erhalten.
                           Die Verhältnisse einer Verbundmaschine seien z.B. die folgenden:
                           
                              
                                 Durchmesser
                                 des
                                 kleinen
                                 Cylinders
                                       0m,92
                                 
                              
                                 „
                                 „
                                 groſsen
                                 „
                                       1m,65
                                 
                              
                                 Kolbenhub
                                 
                                 
                                 
                                       1m,100
                                 
                              
                                 Effective Leistung
                                 1150 
                                 
                              
                                 Füllung im kleinen Cylinder
                                       0,38
                                 
                              
                                      „       „  groſsen      „
                                       0,63.
                                 
                              
                           Der Verbrauch an Kohle für  und Stunde betrage durchschnittlich 0k,937 und der im Röhrenkessel mit 10k,3 Spannung entwickelte Dampf gelange unter
                              									Zwischenschaltung eines Druckverminderers mit 5k,2
                              									Spannung in den Cylinder.
                           Es soll die Geschwindigkeit des Schiffes beibehalten, demnach an der maschinellen
                              									Arbeitsleistung nichts geändert werden, indessen soll, um an Brennmaterial zu
                              									sparen, die Maschine in eine dreifache Expansionsmaschine umgebaut werden.
                           Läſst man den Dampf deshalb anstatt mit 5k,2 mit
                              										10k Spannung in den Cylinder treten, so
                              									ist
                           
                              r=\frac{t_2-t_0}{t_1-t_0}\,.\,\frac{273+t_1}{273+t_2}=\frac{179^{\circ}-62^{\circ}}{153^{\circ}-62^{\circ}}\,.\,\frac{273+153^{\circ}}{273+179^{\circ}}=1,208
                              
                           
                           Das Volumen des eintretenden Dampfes war
                           
                              V_0=0,38\,.\,\frac{0,92^2\,.\,\pi}{4}\,.\,1,1=0^{cbm},025,
                              
                           demnach
                           
                              V'=\frac{V_0}{r}=\frac{0,025}{1,208}=0^{cbm},020.
                              
                           Da 1k Dampf von 5k,2 Spannung ein Volumen von 0,357600 und von 10k ein solches von 0cbm,195500 einnimmt, so ergibt sich
                           
                              V=\frac{0,020\,.\,0,195500}{0,357600}=0^{cbm},010920.
                              
                           Man hat jetzt schlieſslich eine totale Expansion von 0cbm,010920 Dampf und da für den groſsen Cylinder, wenn das Volumen der
                              									schädlichen Räume zu 0cbm,2 angenommen wird,
                           
                              \frac{1,545^2\,.\,\pi}{4}\,.\,1,1=2,0614
                              
                           eine Gesammt-Expansion von
                              										\frac{2,0614-0,2}{0,0109}=17,07.
                           Die Maschine mit dreifacher Expansion würde deshalb bei demselben Durchmesser des
                              									groſsen Cylinders von 1m,545, einem Kolbenhub von
                              										1m,100, einer Gesammt-Expansion von 17,07 eine
                              									Dampfspannung im Cylinder von 10k vorausgesetzt,
                              									nur \frac{0,937}{1,208}=0^k,775 Kohle für  und Stunde
                              									erfordern.
                           Freytag.