| Titel: | Die Verfahren zur Bestimmung der Feuchtigkeit des Kesseldampfes. | 
| Autor: | Otto Bechstein | 
| Fundstelle: | Band 317, Jahrgang 1902, S. 281 | 
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                        Die Verfahren zur Bestimmung der Feuchtigkeit des Kesseldampfes.
                        Von Otto Bechstein, Ingenieur.
                        Die Verfahren zur Bestimmung der Feuchtigkeit des Kesseldampfes.
                        
                     
                        
                           Einer der schwierigsten und doch oft einer der wichtigsten Punkte bei der
                              
                              									Untersuchung einer Dampfanlage ist die Bestimmung des im Kesseldampf enthaltenen
                              									Wassers. Die Nachteile nassen Dampfes sind bekannt. Die innere Energie nassen
                              									Dampfes ist geringer als die der gleich grossen trockenen Dampfmenge; durch
                              									Nachverdampfen des mitgerissenen Wassers im Cylinder der Maschine wird der
                              									thermische Verlust wesentlich vergrössert und die Cylinder und Rohrleitungen werden
                              									den Gefahren der Wasserschläge ausgesetzt.
                           Nun ist zwar bei der Konstruktion unserer modernen Dampfkessel auf die Frage der
                              									Dampffeuchtigkeit gebührende Rücksicht genommen und ein Mitreissen von Wasser
                              									möglichst verhütet, so dass Dampffeuchtigkeiten von 10 bis 15 %., die der
                              									hervorragende Thermodynamiker Hirn, der zuerst die
                              									Frage der Dampffeuchtigkeit aufrollte, noch für einen normalen Zustand hielt, heute
                              									nicht mehr vorkommen.
                           Trotzdem verschlechtert aber auch ein wesentlich geringerer Wassergehalt die Qualität
                              									des Dampfes so bedeutend, dass es ein dringendes Bedürfnis geworden ist, den
                              									Wassergehalt des aus dem Kessel kommenden Dampfes bestimmen zu können, da nur auf
                              									Grund genauer Kenntnis der Dampfqualität eine genaue Bestimmung der wirkliche
                              									Dampfverbrauchsziffer einer Maschine, die das bekannte ewige Streitobjekt zwischen
                              									Dampfmaschinenfabrikanten und Abnehmern bildet, möglich ist.
                           Es ist nun bei der enormen Wichtigkeit der Sache nicht zu verwundern, dass man
                              									vielfach versucht hat, die Frage der Wassergehaltsbestimmung zu lösen, geeignete
                              									Apparate zu konstruieren, und Methoden zu ersinnen. Der Zweck der folgenden
                              
                              									Zeilendsoll es sein, die wichtigsten dieser Versuche und ihre Resultate
                              									zusammenzustellen.
                           Bei den zur Bestimmung der Dampffeuchtigkeit angewendeten Methoden sind zunächst drei
                              									Gruppen zu unterscheiden: chemische, physikalische und rein mechanische.
                           
                        
                           I. Chemische Methoden.
                           Diese beruhen auf der Annahme, dass von Stoffen, die das Kesselwasser gelöst enthält,
                              									im reinen trockenen Dampf 
                              									nichts enthalten sein könne, dass aber das etwa aus dem Kessel mitgerissene und
                              
                              									in Staub- oder Tropfenform im Dampf enthaltene Wasser ebenso wie das Kesselwasser
                              									solche Stoffe und zwar in gleicher Konzentration enthalten müsse. Ob diese Hypothese
                              									richtig ist, darf wohl bezweifelt werden. Stellt man sich vor, dass das im Dampf
                              									enthaltene mitgerissene Wasser weniger als Tropfen, als vielmehr in Form von feinem
                              									nebelförmigem Wasserstaub auftritt, so ist leicht einzusehen, dass ein solches
                              
                              									feines Wasserstäubchen, das doch gerade auf dem Punkte steht, sich in Dampf zu
                              									verwandeln (in welchem Aggregatzustande es keine Fremdstoffe mehr enthalten kann),
                              									auch jetzt schon, kurz vor Erreichung des dampfförmigen Zustandes, weniger
                              									Fremdstoffe (Salz u.s.w.) als das Kesselwasser oder aber gar keine solchen mehr
                              									enthalten wird! Auf sehr festen Füssen steht also die angeführte Annahme nicht, und
                              									mit ihrer Richtigkeit fallen auch die chemischen Methoden zur
                              									Wassergehaltsbestimmung.
                           Bei der gewöhnlichen chemischen Methode wird dem Kesselwasser Kochsalz oder
                              									Glaubersalz (beides leicht lösliche und leicht nachweisbare Stoffe) zugesetzt. Aus
                              									der Dampfleitung wird durch ein Zweigrohr ein Quantum Dampf in einen Kondensator
                              									geführt und dort niedergeschlagen. Eine Probe des Kesselwassers wird gleichzeitig
                              									entnommen. Beide Proben werden nun auf den Salzgehalt untersucht. Ergibt das
                              									niedergeschlagene Dampf- und Wassergemisch einen Salzgehalt von s pro Gewichtseinheit, und das Kesselwasser einen
                              									Salzgehalt von S pro Gewichtseinheit, so hat man
                           s = x . S,
                           wobei x den Wassergehalt des
                              
                              									Dampfes bedeutet. Also ist der Wassergehalt des Dampfes
                           
                              x=\frac{s}{S}.
                              
                           Eine andere chemische Methode ist die von Prof. Brauer
                              									angegebene. Dem Kesselwasser wird Salz zugesetzt und der Konzentrationsgrad
                              									bestimmt. Während einiger Stunden wird nun der Kessel betrieben und das Speisewasser
                              
                              									rein, also ohne Salzgehalt zugeführt. Da nun mit dem Dampfe bezw. mit dem in
                              									demselben enthaltenen Wasser Salz aus dem Kessel abgeführt wird, so muss sich der
                              									Konzentrationsgrad des Kesselwassers vermindern und aus dieser Verminderung ergibt
                              									sich die Menge des mitgerissenen Wassers.
                           Aehnlich diesem ist das Verfahren von Prof. Escher.
                              									Enthält das Kesselwasser und das Speisewasser Salz in gleichem Prozentsatze, so
                              									müsste während des Betriebes, wenn nur reiner Dampf den Kessel verlässt, eine
                              									Anreicherung des Salzes im Kessel stattfinden, die Konzentration also stärker
                              									werden. Führt der entweichende Dampf aber Wasser und damit Salz aus dem Kessel fort,
                              									so wird die Konzentration im Kessel weniger stark anwachsen; aus dem mehr oder
                              									weniger starken Salzgehalt des Kesselwassers ergibt sich dann der Feuchtigkeitsgrad
                              									des Dampfes. Die Errechnung desselben ist sowohl bei der Escher'schen wie auch bei der Brauer'schen
                              									Methode etwas kompliziert und mag deshalb hier unterbleiben.
                           Vergleichende Versuche mit den chemischen Methoden haben keine Uebereinstimmung
                              									ergeben. So fand Prof. Bunte im gleichen Falle nach der
                              									einen Methode 3,25 % Feuchtigkeit und nach der anderen nur 1,7 %. Grosse
                              									Zuverlässigkeit scheint also den chemischen Verfahren nicht eigen zu sein, selbst
                              									wenn die oben angeführte Annahme über das Mitreissen von Fremdkörpern durch im Dampf
                              									enthaltenes Wasser zutreffen sollte. Dies darf aber, wie schon ausgeführt, billig
                              									bezweifelt werden.
                           Auch die weiteren bisher mit den chemischen Methoden gemachten Erfahrungen sprechen
                              									nicht zu ihren Gunsten.
                           Prof. Bunte und Prof. Brauer fanden mit der chemischen Methode bei einer grösseren Anzahl von
                              									Lokomobilkesseln, gelegentlich eines Wettbewerbs unter solchen (Berlin 1883)Civil-Ingenieur, 1884 S. 207 ff.,
                              									durchweg gänzlich trockenen Dampf, während doch sonst Lokomobilkessel gerade als
                              									Lieferanten von nassem Dampf bekannt sind.
                           Direktor Vincotte des belgischen
                              									Dampfkesselüberwachungsvereins hat auch viele Versuche mit den chemischen
                              									Methoden gemacht, ohne in den weitaus meisten Fällen mitgerissenes Wasser
                              
                              
                              									konstatieren zu könnenZeitschrift des Vereins deutscher Ingenieure,
                                    											1885 S. 390..
                           Auch Berichte französischer (Amiens) und deutscher (Magdeburg)
                              									Dampfkesselrevisionsvereine erwähnen Anwendung des chemischen Verfahrens stets mit
                              									demselben Ergebnis: trockener Dampf. Diese Ergebnisse lassen es doch sehr
                              									zweifelhaft erscheinen, ob die chemischen Methoden als brauchbar anzusehen sind.
                              									Prof. Unwin, der im Auftrage der British Association of mechanical Engineers eine
                              									grössere Anzahl von Verfahren zur Wassergehaltsbestimmung untersuchteEngineering, 1895 Bd. LIX S. 225 ff.,
                              									kommt auf Grund seiner Untersuchungen und der oben wiedergegebenen Erfahrungen zu
                              									dem Schluss, dass die chemischen Methoden gänzlich zu verwerfen seien. Euch auf der
                              									Ausstellung Düsseldorf 1880 wurde die chemische Methode angewandt und zwar mit fast
                              									negativem Erfolge, da nur äusserst geringe Wassermengen im Dampfe gefunden wurden.
                              									Trotzdem gibt es noch eine grössere Anzahl von Fachleuten, die an diesen
                              									Prüfungsverfahren unbedingt festhalten und aus den damit bisher erzielten negativen
                              									Resultaten den Schluss ziehen, dass es mitgerissenes Wasser im Kesseldampf nicht
                              									gäbe und alle Feuchtigkeit im Dampf nur durch Kondensation in der Rohrleitung
                              									entstünde. Dass dies ein Trugschluss ist, hat die Dampfkesselpraxis längst
                              									bewiesen.
                           Ein weiteres chemisches Verfahren ist von Strupler,
                              									Oberingenieur des Schweizerischen
                                 										Kesselrevisionsvereins vorgeschlagen und angewandt wordenVerband der Dampfkessel-Ueberwachungsvereine.
                                    											Protokoll der 10. Delegierten- und Ingenieurversammlung..
                           Fluorescin ist eine Teerfarbe, von der ein Teil in 50000000 Teilen Wasser gelöst,
                              									dies noch deutlich grün färbt. Wird nun dem Kesselwasser Fluorescin zugesetzt und
                              									zwar in einer Konzentration, dass ein Zusatz von ½% Kesselwasser zu reinem Wasser
                              									dies noch färbt, und zeigt das, aus kondensiertem Dampf erhaltene Wasser keine
                              									Färbung, so wäre daraus zu ersehen, dass der Dampf weniger wie ½% Kesselwasser
                              									enthalten hat.
                           Auch dieses Verfahren gründet sich auf die oben als kaum haltbar geschilderte
                              									Hypothese und hat auch dieselben negativen Resultate geliefert wie die anderen
                              									chemischen Verfahren. Das Fluorescinverfahren hat bei seiner Anwendung trockenen
                              									Dampf angezeigt, während ein anderes Verfahren 4 % Wasser ergab, bei einem Kessel,
                              									der bekanntermassen sehr feuchten Dampf gab.
                           Einen Vorteil aber haben die beiden Methoden von Brauer
                              									und Escher vor allen Verfahren zur
                              									Dampffeuchtigkeitsmessung voraus: sie entnehmen keine Proben des zu untersuchenden
                              									Dampfes. Alle anderen bekannten Verfahren sind zur Probeentnahme gezwungen, wobei
                              									meist schon sehr bedenkliche Fehler unterlaufen.
                           Die richtige Entnahme einer Probe des zu untersuchenden Dampfes bietet nämlich nicht
                              									geringe Schwierigkeiten. Selbst wenn man annehmen wollte, dass an irgend einer
                              									Stelle eines Dampfstromes die gesamte mitgeführte Feuchtigkeit durchaus gleichmässig
                              									über den ganzen Querschnitt verbreitet sei, so kann doch diese Gleichmässigkeit in
                              									der Verteilung des Wassers nicht dauernd erhalten bleiben. Die grösseren
                              									Wassertropfen werden vermöge der Schwerkraft direkt zu Boden sinken und kleinere
                              									Wasserteilchen, die etwa durch die Bewegung des Dampfstromes getragen, eine Zeit
                              									lang in der Schwebe gehalten werden, müssen schliesslich durch Reibung an der
                              									Rohrwand und Vereinigung mehrerer kleinerer Tropfen zu einem grösseren nach unten
                              									sinken, so dass sich nach einiger Zeit der gesamte Wassergehalt des Dampfes im
                              									unteren Teile des Rohres sammeln wird, wo er sich infolge der Reibung mit dem
                              									Dampfstrom in dessen Richtung, aber langsamer, fortbewegt.
                           Die Richtigkeit dieser Annahme wird durch ausgedehnte Versuche von Prof. Jacobus über Die Verteilung der
                                 										Feuchtigkeit im Dampf bei wagerechter Leitung bewiesenTransactions of the American Society of Mechanical
                                       												Engineers, Bd. XVI 1895.. Ueberhitztem Dampf wurde durch
                              									eine Kühlvorrichtung eine genau bestimmbare Wärmemenge entzogen, so dass Dampf von
                              									bekanntem Wassergehalt entstand.
                           
                           Dieser Wassergehalt wurde durch geeignete, künstlich herbeigeführte Wirbelungen
                              									gleichmässig über den Gesamtquerschnitt des Dampfstromes verteilt. Aber schon 2,5 m
                              									hinter der Wirbelung konnten 98 % des gesamten Wassergehaltes durch ein einfaches
                              									Loch im unteren Teile des Rohres abgezapft werden. Die Dampfgeschwindigkeit bei
                              									diesen Versuchen betrug 8 m per Sekunde, der Dampfdruck 6 at. Aehnliche Versuche
                              									wurden von Prof. Carpenter ausgeführt, der durch
                              									geeignete Schaufenster und Beleuchtung des Rohrinneren dieselben Beobachtungen
                              									machte wie Jacobus. Beide Experimentatoren fanden auch,
                              									dass alle Abzweigungen, Richtungsveränderungen und sonstige Wirbelungen eine mehr
                              									oder weniger starke Veränderung des Verteilungszustandes der Dampffeuchtigkeit
                              									herbeiführten. So glaubt Carpenter die gleichmässigste
                              									Verteilung des Wassers im Dampfe beobachtet zu haben, wenn derselbe in einem
                              									senkrechten Rohr, von unten nach oben strömend, ein den Rohrquerschnitt ausfüllendes
                              									Sieb aus feiner Messinggaze passiert hatte.
                           Demnach wäre es also möglich, einen Zustand möglichst gleichmässiger
                              									Feuchtigkeitsverteilung im Dampfstrome herbeizuführen, und es ist erforderlich, um
                              									eine einigermassen richtige Dampfprobe zu erhalten, diese dicht hinter einer, eine
                              									Wirbelung herbeiführenden Stelle der Leitung zu entnehmen.
                           Eine zweite Frage ist die: wie soll dem Dampfstrom die Probe entnommen werden, damit
                              									durch die Art der Entnahme nicht die künstlich herbeigeführte, möglichste
                              									Gleichförmigkeit des Dampfes gestört werde? Ueber diese Frage sind von Prof. DentonTransactions of the American Society of
                                          													Mechanical Engineers, Bd. XVI 1895. eingehende
                              									Versuche angestellt worden, indem aus einer Dampfleitung, die Dampf von genau
                              									bekanntem Wassergehalt enthielt, mittels verschieden geformter Entnahmestutzen
                              									Proben entnommen und auf ihre Feuchtigkeit untersucht wurden. Der Dampf von
                              
                              									bekanntem Wassergehalt wurde dadurch hergestellt, dass man ein bestimmtes
                              									Dampfquantum überhitzte, so dass es kein Wasser mehr enthielt und diesem überhitzten
                              									Dampfe dann eine bestimmte Menge Wasser in fein zerstäubtem Zustande zusetzte. Die
                              									Resultate der Denton'schen Versuche mögen hier
                              									folgen.
                           
                              
                              Textabbildung Bd. 317, S. 282
                              Fig. 1.
                              
                           
                              
                              Textabbildung Bd. 317, S. 282
                              Fig. 2.
                              
                           Der Entnahmestutzen Fig. 1 ergab stets zu hohen
                              									Wassergehalt, da das eingeschobene Rohr als Wasserabschemder wirkte. Alle
                              									Querschnittsteile des Dampfstromes, die nicht auf ein Loch im Rohr treffen, setzen
                              									ihr Wasser an der Aussenfläche des Rohres ab, von wo das Wasser um das Rohr
                              									herumfliesst und in die nächste Oeffnung hineingezogen wird. Noch auffallender trat
                              
                              									diese Erscheinung bei dem Entnahmerohr Fig. 2 zu
                              									Tage, welches in verschiedenen Stellungen zum Dampfstrom beobachtet wurde. In
                              									Stellung I (Fig. 3) gab
                              									die Probe 4,6 % zu viel, in II = 2,3 % zu viel, in III
                              									= 1,3 % zu wenig und in IV =
                              									1,3 % zu viel Wassergehalt. Ein Vergleich der Fig. 3
                              									mit diesen Resultaten macht dieselben sofort verständlich.
                           
                              
                              Textabbildung Bd. 317, S. 282
                              Fig. 3.
                              
                           Die besten, aber nicht genau richtigen Resultate bei Denton's Versuchen ergab ein Rohr ohne andere Oeffnung als die bei o nach Fig. 4, welches
                              									beliebig weit in das Dampfrohr hineingeführt werden konnte. Der Versuch mit diesem
                              									Rohr bestätigt auch die Thatsache, dass das Wasser das Bestreben hat, sich an der
                              									Rohrwand zu sammeln.
                           Die Fehler des Entnahmerohres Fig. 4 dürfen wohl
                              									darauf zurückgeführt werden, dass die lebendige Kraft des Wassers im
                              
                              									Dampfstrome grösser ist als die des Dampfes, ein Teil des Wassers also geradeaus
                              									weiter fliegen wird, statt seitlich zum Proberohr abzuströmen.
                           Die beste und richtigste Form der Probeentnahme dürfte zweifellos die Fig. 5 sein, insbesondere dann, wenn für gute
                              
                              									Durchwirbelung des Dampfstromes vor der Probenahme gesorgt wird, etwa durch mehrere
                              									Gazesiebe, wie skizziert.
                           
                              
                              Textabbildung Bd. 317, S. 282
                              Fig. 4.
                              
                           
                              
                              Textabbildung Bd. 317, S. 282
                              Fig. 5.
                              
                           
                        
                           II. Physikalische Methoden.
                           Dieselben lassen sich in mehrere Gruppen einteilen, je nachdem sie den
                              									Feuchtigkeitsgrad des Dampfes durch
                           
                              1. Kondensation,
                              2. Wägung,
                              3. thermische Zustandsänderung,
                              4. Ueberhitzung
                              
                           zu ermitteln suchen.
                           
                              
                                 1. Kondensationsmethoden.
                                 
                              Wohl das älteste Verfahren ist das schon 1859 von Hirn angewandte Kondensationsverfahren.
                                 										Dasselbe besteht darin, dass ein bestimmtes Gewicht Dampf in einem bestimmten
                                 										Gewicht Wasser kondensiert wird. Die bei der Dampfkondensation frei gewordene
                                 										Wärmemenge wird dabei durch die Temperaturzunahme des Wassers multipliziert mit
                                 										dem Wassergewichte ausgedrückt. Ergibt sich nun, dass die durch die genannten
                                 										beiden Faktoren ausgedrückte Wärmemenge nicht derjenigen entspricht, die das
                                 										bestimmte Gewicht trockenen Dampfes von bekanntem Druck enthalten müsste, so
                                 										zeigt dieser Umstand an, dass das kondensierte Dampfquantum nicht reiner,
                                 										trockener Dampf war, sondern eine der zu wenig enthaltenen Wärmemenge
                                 										entsprechende Menge Wasser mit sich führte.
                              Der Hirn'sche Apparat besteht aus einem mit Wasser
                                 										gefüllten Eimer, der an einer empfindlichen Schwimmerwage aufgehängt ist (Fig. 6). Im Eimer ist ein Rührwerk R und ein Thermometer T angebracht. Der zu untersuchende Dampf tritt durch das Rohr D ein. Beim Beginn des Versuchs wird das Gewicht
                                 										und die Temperatur des Wassers, notiert. Nachdem eine Zeit lang Dampf
                                 										eingeströmt ist, wird derselbe abgesperrt, aus der Gewichtszunahme des
                                 										Kühlwassers das Gewicht dieses Dampfes bestimmt und nach sorgfältiger Mischung
                                 										durch das Rührwerk am Thermometer die Temperaturzunahme des Wassers
                                 										abgelesen.
                              
                                 
                                 Textabbildung Bd. 317, S. 282
                                 Fig. 6.
                                 
                              Bezeichnet nun
                              D das dem Kondensator
                                 										zugeführte Gewicht an Dampf bestehend aus D1 kg trockenen Dampfes und x kg Wasser,
                              G das Gewicht des
                                 										Kühlwassers,
                              λ die Gesamtwärme des
                                 										Dampfes,
                              q die Flüssigkeitswärme
                                 										und
                              r die Verdampfungswärme
                                 										desselben,
                              qa die Flüssigkeitswärme des Wassers bei der Anfangstemperatur ta des
                                 										Kühlwassers,
                              qe die Flüssigkeitswärme des Wassers bei der Endtemperatur te des
                                 										Kühlwassers,
                              dann sind an das Kühlwasser G
                                    											. (qe – qa) Kalorien abgegeben worden. Diese
                                 										Wärmemenge setzt sich zusammen aus der in D1 enthaltenen Gesamtwärme und der in x enthaltenen Flüssigkeitswärme, vermindert um die
                                 										Wärmemenge, 
                                 										welche D1 +
                                 											x am Schlusse noch als Wasser von der
                                 										Kühlwassertemperatur te enthalten. Also
                              G . (qe – qa)
                                 										= D1 . λ + x . q – D1 . qe – x . qe.
                              Da aber D1 . λ = D1 . r + Dl . q und (D1 + x) = D, so ergibt sich
                              D1 . r y G . (qe – qa) + D . qe – D . q
                              und daraus das Gewicht reinen trockenen Dampfes mit
                              
                                 D_1=\frac{G\,\cdot\,(q_e-q_a)+D\,\cdot\,(q-q_e)}{r}.
                                 
                              Das Verfahren scheint einfach und sicher. Doch ist dabei zu bedenken, dass sehr
                                 										genaue Temperaturmessungen und Wägungen erforderlich sind, um genaue Resultate
                                 										zu erzielen. Ungenauigkeiten, die durch Wärmeverluste infolge von Strahlung
                                 										entstehen, haften nicht nur diesem, sondern allen Verfahren an und müssen durch
                                 
                                 										ausserordentlich sorgfältige Isolierung der Apparate und Zuleitungsrohre auf ein
                                 										Mindestmass beschränkt werden. Ebenso muss bei dieser und allen anderen Methoden
                                 										Fürsorge getroffen werden, dass vor Beginn des Versuchs der Apparat und die
                                 										Zuleitungsrohre durch durchströmenden Dampf auf Dampftemperatur gebracht werden
                                 										können.
                              Dies Verfahren ist auf der Ausstellung zu Philadelphia 1876 benutzt worden, um
                                 										vergleichende Messungen an den ausgestellten Dampfkesseln vorzunehmen. Dabei
                                 										stellte man einen einfachen Holzeimer auf eine Dezimalwage. Um die durch
                                 										Strahlung entstehenden Temperaturverluste einigermassen zu kompensieren, brachte
                                 										man die Endtemperatur des Wassers im Eimer möglichst soviel über die Temperatur
                                 										der umgebenden Luft, als die Anfangstemperatur unter derselben lag. Der
                                 										Rührapparat, der doch auch jedesmal mit erwärmt werden musste, wurde dadurch
                                 										berücksichtigt, dass man zum Gewicht des Wassers das Gewicht des Rührwerks
                                 										multipliziert mit der spezifischen Wärme des Eisens addierte. Nach dem Bericht
                                 										der AusstellungsleitungBericht der internationalen Jury über Proben an
                                          													Turbinen, Wasserrädern und Dampfkessel, herausgegeben vom
                                       												Preussischen Ministerium für Handel u.s.w., 1879. sind mit
                                 										diesem Apparat Feuchtigkeiten von 0,22 % bis 42,48 % gemessen wovden.
                              Von Williston und Peabody angestellte Versuche über die Genauigkeit der mit dem Hirn'schen Apparat erzielten Resultate ergaben
                                 										Fehler von 1,5 bis 2 %.
                              Da das Instrument immer nur die Untersuchung kleiner Dampfproben gestattet, aus
                                 										den oben angeführten Gründen aber keine Sicherheit besteht, dass diese Proben
                                 										auch der wirklichen Beschaffenheit des zu untersuchenden Dampfes entsprechen, so
                                 										ist man gezwungen, eine grössere Zahl von Versuchen vorzunehmen, um ein
                                 										annähernd brauchbares Resultat zu erhalten. Dadurch wird das Verfahren recht
                                 										mühsam und zeitraubend.
                              Einfacher ist ein von Prof. Linde 1875 konstruierter
                                 										ähnlicher ApparatBericht über die 5. Versammlung des Verbandes der
                                          													Dampfkessel-Ueberwachungsvereine, München 1877., der
                                 										keinen Mischkondensator wie der Hirn'sche, sondern
                                 										einen Oberflächenkondensator darstellt (Fig. 7).
                                 										Der Dampf aus der Rohrleitung R fliesst durch das
                                 										Spiralrohr S, welches von Kühlwasser umgeben ist.
                                 											t1
                                 										t2
                                 										t3 sind
                                 										Thermometer.
                              
                                 
                                 Textabbildung Bd. 317, S. 283
                                 Fig. 7.
                                 
                              Der zu untersuchende Dampf durchströmt die Schlange im Gegenstrom zum Kühlwasser,
                                 										wobei er sich kondensiert. Das Kondensat wird in einem untergestellten Gefässe
                                 										aufgefangen und sein Gewicht und Temperatur gemessen. Ebenso werden Gewicht und
                                 										Temperaturerhöhung des in gleichem Zeitraum durchgeströmten Kühlwassers bestimmt
                                 										und aus diesen Grössen ebenso wie beim Hirn'schen
                                 										Apparat die im Dampf enthaltene Wassermenge berechnet:
                              
                                 D_1=\frac{G\,\cdot\,(q_e-q_a)+D\,\cdot\,(q-q'_e)}{r}
                                 
                              wobei qe' die
                                 										Flüssigkeitswärme bei der Temperatur des Kondensates bedeutet. Der Hauptvorteil
                                 										des Linde'schen Apparates liegt darin, dass mit
                                 										demselben nicht intermittierend einzelne Proben untersucht werden, sondern ein
                                 										kontinuierlicher Dampfstrom das Instrument durchfliesst und die erzielten
                                 										Resultate den mittleren Wassergehalt für längere Zeit angeben. Sehr grosse
                                 										Genauigkeit verbürgt aber auch dieser Apparat nicht, wie aus Versuchen, die Linde selbst ausführte, hervorzugehen scheint.
                                 										Diese Versuche fanden in der Spinnerei Pfersee bei
                                 										Augsburg statt und ergaben völlig trockenen Dampf, obwohl aus dem
                                 										Kondensationsprozess an der Maschine 7 bis 8 % Wasser im Dampf ermittelt
                                 										wurden.
                              
                           
                              
                                 2. Wägungsmethoden.
                                 
                              Der Grundgedanke dieser Methoden ist verhältnismässig einfach. Bei dem Apparat
                                 										von Knight (Fig. 8)
                                 										befindet sich in einer Dampfkammer D, die in die
                                 										Dampfleitung eingeschaltet ist, ein kupferner Ballon B mit zwei von aussen bedienbaren Hähnen HH und einem Kondenswasserablass C. Die
                                 										Hähne HH liegen in der Achse des Dampf Stromes.
                                 										Durch die Ventile VV und V1 ist die Möglichkeit gegeben, D aus dem Dampfstrome auszuschalten.
                              
                                 
                                 Textabbildung Bd. 317, S. 283
                                 Fig. 8.
                                 
                              Soll der Ballon gefüllt werden, so ist V1 geschlossen und
                                 											VV und HH
                                 										geöffnet. Nachdem der Dampf eine Zeit lang durchgeströmt ist und alle Teile
                                 										gleichmässig durchwärmt sind, wird der Dampf durch V1 geleitet, HH geschlossen und B herausgenommen und
                                 										gewogen. Enthält nun der Ballon z cbm, so setzt
                                 										sich das Gewicht des eingeschlossenen Gemisches aus D1 kg Dampf und W kg Wasser zusammen. Setzt man ferner das
                                 										spezifische Gewicht des reinen gesättigten Dampfes = γd und das des Wassers = γw, so ist
                              
                                 \frac{D_1}{\gamma_d}+\frac{W}{\gamma_w}=z,
                                 
                              woraus sich der Wassergehalt des Dampfes mit
                              
                                 w=\frac{(D_1+w)-z\,\cdot\,\gamma_d}{1-\frac{\gamma_d}{\gamma_w}}
                                 
                              ergibt.
                              Ein ähnlicher älterer Apparat wie der von Knight ist
                                 										der von Guzzi (Fig.
                                    
                                    											9).
                              Der Dampf strömt durch den heizbaren Deckel D, den
                                 										Mantel M und den Ballon B gleichzeitig. Eine Vorrichtung, um das Wasser, welches sich während
                                 										der Anwärmperiode in B niederschlägt, aufzufangen,
                                 										ist nicht vorhanden, ein Umstand, welcher zu bedenklichen Fehlern Anlass gibt.
                                 										Beim Knight'schen Apparat ist dieser Fehler nach
                                 										Möglichkeit vermieden. Doch ist bei diesem letzteren Apparat zu befürchten, dass
                                 										auch ein Teil der wirklichen Dampffeuchtigkeit durch den Hahn C abgelassen wird. Beiden Apparaten gemeinsam ist
                                 										der Uebelstand, dass das Eigengewicht des Ballons ganz wesentlich grösser ist
                                 										als das Gewicht des Dampfgemisches, welches seinen Inhalt bildet. Es sind also
                                 										sehr empfindliche Wagen und äusserst genaue Wägungen erforderlich.
                              
                                 
                                 Textabbildung Bd. 317, S. 283
                                 Fig. 9.
                                 
                              Diesen Uebelstand sucht der Apparat von Cario zu
                                 										vermeiden.
                              Derselbe besteht aus einem Messcylinder a (Fig. 10), der von einem Dampfmantel d umgeben ist. Der Messcylinder 
                                 										wird seitlich an das Dampfrohr angeschlossen. Während der Füllung des
                                 										Cylinders ist das Ventil v etwas geöffnet, nach der
                                 										Anwärmung werden v und v1 geschlossen und eine Vorlage V angebracht, die in ein Gefäss mit Eis eintaucht,
                                 										während die Heizung des Dampfmantels fortdauert. Wenn nun v wieder geöffnet wird, so wird zunächst durch die
                                 										Mantelheizung alles im Dampf enthaltene Wasser verdampft und dann soll der
                                 										gesamte in a vorhandene Dampf infolge der starken
                                 										Abkühlung von V in der Vorlage sich niederschlagen.
                                 										Die Wägung der Vorlage ergibt also das Gewicht des Gemisches (D1 + W), woraus wie vorher W ermittelt wird.
                              
                                 
                                 Textabbildung Bd. 317, S. 284
                                 Fig. 10.
                                 
                              Es ist aber zu bedenken, dass es nicht gelingen wird, allen Dampf aus a in V
                                 										niederzuschlagen, da von Anfang an die angesetzte Vorlage V Luft enthält. Ist nun die Spannung in a infolge der Kondensation in V bis an die atmosphärische Pressung gesunken, so
                                 										wird kein Dampf mehr nach V überströmen und ein
                                 										Rest von Dampf wird in a verbleiben, um so mehr, da
                                 
                                 										dieser Raum immer weiter geheizt wird. Für Abfluss des Kondenswassers ist auch
                                 										beim Cario'schen Apparat keinerlei Vorrichtung
                                 										vorgesehen.
                              Auf der Thatsache, dass das Verhältnis zwischen Spannung, Temperatur und Volumen
                                 
                                 										bei gesättigtem Dampfe ein ganz anderes ist, als bei überhitztem Dampfe, beruht
                                 										die dritte Gruppe der physikalischen Methoden; diese Gruppe gelangt durch
                                 										eine
                              
                           
                              
                                 Thermische Zustandsänderung
                                 
                              zur Ermittelung der Dampffeuchtigkeit.
                              In dem Apparat von Brocq (Fig. 11) expandiert im Cylinder c, der
                                 										durch einen Dampfmantel m geheizt wird, eine
                                 										bestimmte Dampfmenge. Die Schieber s und s1 bleiben so lange
                                 										geöffnet, bis der Cylinder c vollkommen durchwärmt
                                 										ist. Dann werden beide Schieber geschlossen, das bestimmte Dampfvolumen ist
                                 										eingeschlossen und der Dampf zirkuliert weiter durch den Mantel m. So lange der Dampf Wasser enthält, welches durch
                                 										die Heizung verdampft wird, während das Volumen des Cylinders durch einen
                                 										verschiebbaren Kolben vergrössert wird, bleibt die Spannung konstant; ist aber
                                 										alles Wasser verdampft, so wird bei weiterer Wärmezufuhr der Dampf überhitzt und
                                 										bei weiterer Volumenvergrösserung sinkt die Spannung. Ist nun das Volumen des
                                 										Cylinders zu Anfang der Kolbenbewegung bekannt und wird genau in dem Moment, wo
                                 
                                 										die Spannung zu sinken beginnt, das vergrösserte Cylindervolumen bestimmt, so
                                 										ergibt sich aus der Volumenvergrösserung bei konstantem Dampfdruck die Menge des
                                 										verdampften Wassers. Der Moment, in dem die Spannung zu sinken beginnt, wird
                                 										durch ein feines Manometer M, welches ein
                                 										elektrisches Signal bethätigt, angezeigt.
                              
                                 
                                 Textabbildung Bd. 317, S. 284
                                 Fig. 11.
                                 
                              Waren nun (D1 + w) kg feuchten Dampfes zu Anfang im Apparat, so
                                 										ist, wenn vw das
                                 										spezifische Volumen des Wassers, (vw + Δ) das
                                 										spezifische Volumen des reinen trockenen Dampfes und y die anfängliche spezifische Dampfmenge bedeutet, das Volumen in dem
                                 										Augenblick, wo die Spannung sinkt, d.h. die Ueberhitzung beginnt,
                              V = (D1 + w) (vw + Δ).
                              Das Volumen im Anfang des Versuches war aber
                              V1 = (D1 + w) (vw + y .
                                 											Δ).
                              Durch Subtraktion der letzten Gleichung von der ersten ergibt sich nun
                              
                                 1-y=\frac{V-V_1}{(D_1+w)\,\Delta}=\frac{V}{(D_1+w)\,\Delta}\,\cdot\,\left(1-\frac{V_1}{V}\right).
                                 
                              Nun ist aber \frac{V_1}{V}=E das Expansionsverhältnis und
                              
                                 \frac{D_1+w}{V}=\gamma
                                 
                              ist das spezifische Gewicht des gesättigten Dampfes bei
                                 										der Anfangsspannung, also die im Dampf enthaltene Wassermenge
                              
                                 1-y=\frac{1-E}{\gamma\,\cdot\,\Delta}.
                                 
                              Schwierigkeiten dürfte beim Brocq'schen Apparat die
                                 										richtige Bewegung des Kolbens machen, welche genau der Expansion des Dampfes
                                 										folgen muss. Weitere Fehler liegen darin, dass im Cylinder c sich während des Anwärmens Wasser niederschlägt,
                                 										welches vor dem Schliessen der Schieber ss1 nicht abfliesst und nachher mit verdampft
                                 										wird.
                              
                                 
                                 Textabbildung Bd. 317, S. 284
                                 Fig. 12.
                                 
                              Einfacher wie die Volumenveränderung lässt sich eine Druckveränderung des zu
                                 										untersuchenden Dampfes ausführen. Der hierzu bestimmte Apparat von Gehre (Fig. 12)
                                 										besteht aus einem in die Rohrleitung eingeschalteten Rohr a. Mittels der beiden Schieber ss, die durch einen Hebel h bewegt werden, kann eine Dampfprobe in a abgefangen und der Dampfstrom über h
                                 										geleitet werden. Der eingeschlossene Dampf wird durch Gasflammen g erhitzt, nachdem zuvor Temperatur und Druck
                                 										festgestellt worden sind. So lange nun noch Wasser im Dampfe enthalten ist,
                                 										welches durch die Heizung verdampft wird, müssen Druck und Temperatur desselben,
                                 										entsprechend den Gesetzen für gesättigten Wasserdampf, steigen. Ist aber alles
                                 										Wasser verdampft und es beginnt die Ueberhitzung, so wird die Dampftemperatur
                                 										schneller wachsen als es dem Gesetz für gesättigten Dampf entspricht. Wird nun
                                 										der Dampfdruck am Manometer abgelesen, bei welchem dieses schnelle Steigen der
                                 										Temperatur beginnt, d.h. also der Druck, bei welchem der eingeschlossene Dampf
                                 										trocken und gesättigt ist, so ergibt sich aus der Drucksteigerung bei konstantem
                                 										(konstant nur unter der Voraussetzung, dass das Volumen des im Dampf enthaltenen
                                 										Wassers vernachlässigt wird) Volumen die Menge des verdampften Wassers, also der
                                 										Feuchtigkeitsgehalt des Dampfes. Ist nämlich Va das Volumen des Dampfes im
                                 
                                 										Anfangszustande und Ve das Volumen nach erfolgter Trocknung, so ist unter der oben
                                 										erwähnten Vernachlässigung des Wasservolumens
                              Va = Ve = x . va = ve,
                              wobei va das spezifische Volumen des Dampfes beim Dampfdruck im
                                 										Anfangsstadium bezeichnet, ve = spezifisches Volumen des Dampfes nach erfolgter Trocknung
                                 										und x = das im Volumen Va enthaltene Dampfgewicht. Daraus
                                 										ergibt sich
                              
                                 x=\frac{v_e}{v_a}
                                 
                              und der Wassergehalt
                              
                                 y=1-\frac{v_e}{v_a}.
                                 
                              Ein Umstand gibt zu Bedenken beim Gehre'schen
                                 										Apparat Anlass. Während ein Manometer jede Aenderung des Druckes sofort anzeigt,
                                 
                                 										bleibt bekanntlich das Steigen eines 
                                 										Thermometers infolge der für die Wärmeübertragung erforderlichen Zeit stets
                                 										zeitlich hinter der Temperatursteigerung zurück. Es wird bei der Ablesung also
                                 										stets ein Fehler unterlaufen, insofern, als der Druck, bei dem sich ein
                                 										schnelleres Steigen der Temperatur am Thermometer bemerkbar macht, stets ein
                                 										höherer sein wird als der Druck, bei dem dieses schnellere Steigen der
                                 										Dampftemperatur in Wirklichkeit eintritt. Der unbedingt erforderliche, durchaus
                                 										dichte Abschluss der beiden Schieber, der auch genau gleichzeitig erfolgen muss,
                                 										wird sich schwer herstellen lassen, da auf beiden Seiten der Schieber
                                 										verschiedener Druck herrscht.
                              
                           
                        
                           
                              Ueberhitzungsmethoden.
                              
                           Die erste Anregung zur Verdampfung und dadurch Bestimmung des im Dampfe enthaltenen
                              									Wassers überhitzten Dampf zu verwenden, wurde schon von Leloutre, einem Zeitgenossen und Mitarbeiter Hirn's, gegeben. Einen darauf basierenden Apparat hat aber Leloutre nicht ausgeführt. 1886 konstruierte der
                              									mehrfach genannte Professor Barrus den auf diesem
                              									Prinzip beruhenden Apparat Fig. 13. Der zu
                              									untersuchende Dampf tritt bei a ein und durchströmt die
                              									Rohrschlange S, die von überhitztem Dampf, aus dem
                              									Ueberhitzer U kommend, umströmt wird. Bei b tritt der zu untersuchende, bei c der überhitzte Dampf wieder aus. Anfangs- und
                              									Endtemperatur des überhitzten Dampfes geben die Thermometer t und t1. Der
                              									Druck und damit die Anfangstemperatur des zu untersuchenden Dampfes werden durch das
                              									Manometer m, die Endtemperatur durch t2 bestimmt.
                           
                              
                              Textabbildung Bd. 317, S. 285
                              Fig. 13.
                              
                           Bezeichnet man nun die Anfangs- bezw. Endtemperatur des Versuchsdampfes mit Ta und Te, so wird derselbe in
                              										S um (Te – Ta)
                              									überhitzt. Seine Gesamtwärme beim Ausströmen λ ist nun,
                              									wenn λ1 seine
                              									Gesamtwärme beim Einströmen war,
                           λ = λ1
                              									+ 0,48 (Te – Ta) . .
                              									. . 1)
                           Die an den Versuchsdampf in S übertragene Wärmemenge ist
                              									nun
                           Q = D1 . 0,48 . (Ta' – Te') .
                              									. . . 2)
                           wobei D1 das durch den Ueberhitzer gegangene Dampfgewicht, Ta' die Anfangs- und
                              										Te' die
                              									Endtemperatur desselben bedeutet.
                           Durch Subtraktion ergibt sich nun
                           D . λ – Q = D . qa + D . x . ra . . . 3)
                           wobei D die Menge des
                              									Versuchsdampfes, qa die
                              									Flüssigkeitswärme und ra die Verdampfungswärme desselben beim Eintritt und x das im Versuchsdampf enthaltene Gewicht reinen
                              									Dampfes bedeutet.
                           Aus dieser Gleichung 3) ergibt sich dann der Wassergehalt 1 – x, wenn D bekannt wäre.
                           Nun nimmt Barrus an, dass D
                              									= D1 sei, weil er die
                              									beiden Ausflussöffnungen b und c gleich gross macht. Ob diese Annahme immer genau richtig ist, bleibt
                              									fraglich. Unter Zugrundelegung derselben ergibt Gleichung 3), wenn die Werte der
                              									Gleichungen 1) und 2) in dieselbe eingeführt werden,
                           D . λ1 + 0,48 . (Te – Ta) – D1 . 0,48 (Ta' – Te')
                           =D . qa + D . x . ra,
                           woraus
                           λ1 + 0,48 (Te – Ta) – 0,48 (Ta' – Te') = qa + x . ra
                           und
                           0,48 (Ta' –
                                 											Te') – [Te – Ta] =
                              										λ1 – qa – x . ra = ra (1 – x),
                           woraus sich der Wassergehalt ohne weiteres ergibt.
                           Wie schon gesagt, erscheint es fraglich, ob gleiche Dampfmengen durch die genau
                              									gleichen Oeffnungen ausströmen, obwohl beide Dampfströme unter gleichem Drucke
                              
                              									stehen, da nämlich der Dampf an den verschiedenen Mündungen sich in verschiedenen
                              									Ueberhitzungsstadien befindet. Mit der verschiedenen Ueberhitzung tritt aber
                              									eine verschiedene Volumenänderung ein, so dass die Abhängigkeit der Ausflussmengen
                              									vom inneren Druck nicht mehr gültig sein dürfte. Versuche, die Barrus zur Ermittelung dieses Fehlers anstellteTransactions of the American Society of Mechanical
                                       												Engineers, 1886 Bd. VII S. 179., ergaben, dass derselbe
                              									nicht sehr bedeutend ist. So fand Barrus, dass bei
                              									einem Unterschied von 10° in der Höhe der Ueberhitzung der beiden Dampfströme, vor
                              									der Ausströmung gemessen, der Fehler nur etwa 1 % vom errechneten Wassergehalt
                              									betrug, also bei 2 % Wasser nur ein Fehler von 0,02 %. Es dürfte aber nicht
                              									schwierig sein, den Unterschied in der Ueberhitzung annähernd in den angegebenen
                              									Grenzen zu halten.
                           Auf demselben Prinzip beruht der in neuerer Zeit von Rateau konstruierte Apparat Fig. 14
                              									Mitteilungen aus der Praxis des Dampfkessel- und
                                       												Dampfmaschinenbetriebes, 1899 S. 49.. Bei diesem wird
                              									der überhitzte Dampf direkt mit dem zu untersuchenden gemischt. Der aus der
                              									Rohrleitung entnommene Dampfstrom wird geteilt. Der eine Teil strömt durch Rohr a in das Gefäss e, der
                              									andere Teil durch Rohr b und den Ueberhitzer u ebenfalls nach e, wo er sich mit dem ersten
                              
                              									Dampfstrom mischt. Die Ueberhitzung in u muss so hoch
                              									sein, um das im ersten, nicht überhitzten Dampfteile enthaltene Wasser nach der
                              									Mischung zu verdampfen. Ausserdem soll das Gemisch noch etwas überhitzt sein.
                              									Temperatur des Gemisches und des überhitzten Dampfes werden durch die Thermometer
                              										t und t1 bestimmt.
                           
                              
                              Textabbildung Bd. 317, S. 285
                              Fig. 14.
                              
                           Wäre nun der Dampf ganz trocken gewesen, hätte also der überhitzte Dampf keine Wärme
                              									zum Verdampfen von Wasser abgegeben, so müsste, wenn T1 die Ueberhitzungstemperatur des
                              									überhitzten Dampfes, und T2 die Ueberhitzungstemperatur des auch noch überhitzten Gemisches,
                              									T_2=\frac{T_1}{2} sein, unter der Voraussetzung, dass beide Dampfteile gleich gross waren.
                              									Die Verdampfung des im nicht überhitzten Teile des Dampfes enthaltenen Wassers wird
                              									nun eine Temperatur Verminderung des Gemisches zur Folge haben, welche =\frac{T_1}{2}-T_2
                              									ist, wobei T2 nicht den
                              									vorher angeführten idealen Wert \frac{T_1}{2}, sondern den wirklichen Wert der
                              									Ueberhitzung des Gemisches darstellt. Bezeichnet nun r
                              									die Verdampfungswärme des Wassers bei dem betreffenden Druck und x den Feuchtigkeitsgehalt des Dampfes, so ist
                           r\,\cdot\,x=2\,\cdot\,0,48\,\left(\frac{T_1}{2}-T_2\right),
                           woraus
                           x=0,48\,\left(\frac{T_1-2\,\cdot\,T_2}{r}\right).
                              								
                           Es erscheint aber fraglich, ob die beiden Dampfströme durch a und b sowohl in Bezug auf die Menge als in
                              									Bezug auf die Zusammensetzug genau gleich sind. Auch ist es keineswegs sicher, ob
                              									eine recht innige Mischung der beiden Dampfströme in e
                              									eintritt, obwohl diese durch eingesetzte, gelochte Böden gefördert werden soll.
                           Statt, wie bei den beiden vorbeschriebenen Apparaten, die zur Ueberhitzung
                              									erforderliche Wärme durch eine besondere Wärmequelle von aussen zuzuführen, entnimmt
                              									Prof. Peabody bei seinem sogen. Drosselkalorimeter„Calorimeters“ by Prof. R. C.
                                       												Carpenter, Schäffer und Budenberg, New York und Chicago.
                              									diese Wärme dem zu untersuchenden Dampf selbst. Dadurch werden die bei Barrus' und Rateau's
                              									Apparat erforderlichen Gewichtsbestimmungen des Versuchs- und des Heizdampfes
                              									entbehrlich und damit sind auch die bei diesen 
                              									Bestimmungen unterlaufenden oben angedeuteten Fehler vermieden.
                           Es ist eine bekannte Thatsache, dass Wärme frei wird, wenn hochgespannter Dampf auf
                              									niedrigere Spannung expandiert, ohne dass er dabei Arbeit verrichtet. Auf diesem
                              									Satze beruht Peabody's Apparat Fig. 15.
                           Tritt durch das Ventil v und die enge Oeffnung o Dampf in den Cylinder C,
                              									so expandiert derselbe und es wird Wärme frei. Diese Wärme dient nun dazu, das im
                              									Dampfe enthaltene Wasser zu verdampfen und den Dampf in C zu überhitzen.
                           
                              
                              Textabbildung Bd. 317, S. 286
                              Fig. 15.
                              
                           In das Gefäss C taucht ein Thermometer t ein. Ferner steht mit C
                              
                              									ein Manometer M in Verbindung, so dass aus den
                              									Ablesungen an diesen beiden Instrumenten die Ueberhitzung des Dampfes in C ermittelt werden kann. Am Dampfrohr wird gleichfalls
                              									ein Manometer angebracht. Bedeutet nun
                           λ1
                              									die Gesamtwärme des Dampfes bei der Spannung im Dampfrohr,
                           λ2
                              
                              									die Gesamtwärme des Dampfes bei der Spannung im Kalorimeter,
                           r die Verdampfungswärme des
                              									Dampfes bei der Spannung im Dampfrohr, T die Temperatur
                              									im Kalorimeter,
                           S die Sättigungstemperatur des
                              									Dampfes bei der Spannung im Kalorimeter,
                           0,48 die spezifische Wärme des Dampfes,
                           so ist die durch die Expansion des Dampfes frei gewordene
                              									Wärmemenge = λ1
                              									– λ2 Kalorien. Zur
                              									Ueberhitzung des Dampfes von S° auf T° sind aber 0,48 (T – S)
                              									Kalorien verbraucht worden. Der Rest der frei gewordenen Wärme ist zur Verdampfung
                              									des im Dampfe enthaltenen Wassers aufgewendet. Also
                           y . r = (λ
                              									1
                              									– λ2) – 0,48 . (T – S),
                           die im Dampfe enthaltene Wassermenge also
                           y=\frac{(\lambda_1-\lambda_2)-0,48\,\cdot\,(T-S)}{r}.
                              								
                           Diese Formel gilt aber nur solange T – S > 0, d.h. ist der Dampf sehr nass, so genügt die frei
                              									werdende Wärme nicht mehr, um alles Wasser zu verdampfen, eine Ueberhitzung ist
                              									nicht mehr möglich und das Verfahren nicht mehr anwendbar. Die Grenze, bis zu
                              									welcher das Instrument noch zuverlässig anzeigt, liegt etwa bei 2,5 bis 3 %
                              									Feuchtigkeit.
                           Das Drosselkalorimeter (fabriziert von Schäffer und
                                 										Budenberg in der oben abgebildeten Form) ist einfacher und leichter zu
                              									handhaben wie die vorher beschriebenen Apparate. Vor allen Dingen besitzt es den
                              									grossen Vorteil, dass nur drei Ablesungen (am Thermometer und an beiden Manometern)
                              									erforderlich sind, um zum Resultate zu gelangen. Je weniger Beobachtungen aber in
                              									einem solchen Falle auszuführen sind, um so weniger können etwaige
                              									Beobachtungsfehler das Resultat beeinflussen.
                           Ueber die Zuverlässigkeit der mit dem Drosselkalorimeter erzielten Resultate sind von
                              									Prof. Jacobus und Prof. Denton sehr interessante und sehr sorgfältige Versuche angestellt
                              										wordenTransactions of the American Society of Mechanical
                                       												Engineers, 1895 Bd. XVI.. Es wurde ähnlich wie bei den
                              
                              									Versuchen zur Ermittelung eines geeigneten Entnahmestückes für Dampfproben der
                              									gesamte vom Kessel kommende Dampf überhitzt, so dass er sicher nicht die geringste
                              									Spur von Feuchtigkeit mehr enthielt. Diesem Dampfe wurde eine vorher genau
                              									abgewogene Wassermenge fein zerstäubt zugesetzt, so dass Dampf mit genau bekanntem
                              									Wassergehalt entstand, der dann in Drosselkalorimetern untersucht wurde. Die
                              									Resultate der Versuche ergaben grösste Genauigkeit der Kalorimeter.
                           Dennoch glaube ich annehmen zu müssen, dass das Drosselkalorimeter durchaus
                              									fehlerfreie Resultate nicht geben kann, da es mir ziemlich sicher scheint, dass
                              									der durch die kleine Oeffnung o austretende Dampf in
                              									dieser Oeffnung Reibungsarbeit leistet, Arbeit, die auf Kosten der frei werdenden
                              									Wärmemenge geleistet werden würde. Immerhin erscheint mir das Kalorimeter von den
                              									mir bekannten Apparaten der für die Praxis geeignetste zu sein. Soweit ich
                              									unterrichtet bin, ist das Kalorimeter auch bei mehreren grösseren dampftechnischen
                              									Firmen in Gebrauch. Ein Hauptvorteil des Apparates ist jedenfalls der, dass er nicht
                              									Einzelproben entnimmt, sondern einen fortlaufenden Dampfstrom untersucht, seine
                              									Resultate also direkt als Mittelwerte betrachtet werden können.
                           Um den Uebelstand, dass das Kalorimeter nur Dampffeuchtigkeiten bis zu 2½% angibt, zu
                              									umgehen, hat Professor Barrus einen Wasserabscheider
                              									vorgeschaltet, der dem Dampfe einen grossen Teil seines Wassergehalts entzieht,
                              									während der Rest im Kalorimeter gemessen wird.
                           Prof. Unwin hat bei seinen schon erwähnten Versuchen im
                              									Auftrage der British Association of mechanical
                                 										Engineers bei der Untersuchung des Drosselkalorimeters mit Barrus'schem Wasserabscheider gefunden (vgl. weiter
                              									unten), dass letzterer 4,4 bis 9 % Wasser ausschied, während das Kalorimeter noch
                              									0,4 bis 0,2 % anzeigte. Auf Grund dieser Resultate kam Unwin zu dem Schluss, dass ein Abscheider für praktische Zwecke schon
                              									genügend genaue Resultate liefere, sofern es sich um Dampf mit höherem Wassergehalt
                              									als 2,5 % handelt. Bei weniger nassem Dampf empfiehlt Unwin das Drosselkalorimeter.
                           
                        
                           
                              Abscheidungsmethoden.
                              
                           Die Annahme, dass in gesättigtem Dampf Wassertropfen sich nicht dauernd halten
                              									können, da sie vermöge ihrer Schwere zu Boden sinken, dürfte berechtigt sein. In
                              									dieser Richtung angestellte Versuche von Prof. JacobusVgl. S. 281. zeigten, dass Dampf, der mit 8 m pro Sekunde
                              									ein 2,5 m langes Rohr von 75 mm Durchmesser durchströmte, nach einer am Ende des
                              									Rohres künstlich herbeigeführten Durchwirbelung seinen gesamten Wassergehalt bis auf
                              									2 % auf dem Boden des Rohres abgelagert hatte.
                           Daraus ist wohl der Schluss zu ziehen, dass ceeignete Wasserabscheider alles Wasser
                              									aus dem Dampfe entfernen, also die Bestimmung des Wassergehaltes durch die
                              									Abscheidung ermöglichen.
                           
                              
                              Textabbildung Bd. 317, S. 286
                              Fig. 16.
                              
                           Einen hierzu bestimmten Apparat von Prof. Carpenter
                              									zeigt Fig. 16.
                           Der Dampf strömt aus der Leitung durch das Rohr r in das
                              									Gefäss G, in welches er durch feine Oeffnungen
                              									eintritt. Das Wasser schlägt sich in G nieder, während
                              									der Dampf durch den Dampfmantel M in den Kondensator
                              									strömt. Die in G niedergeschlagene Wassermenge lässt
                              
                              									sich am Wasserstandsglase W ablesen. Ein solches ist
                              									auch am Kondensator angebracht. Sind nun, nachdem der Apparat einige Zeit im
                              									Betriebe war, im Kondensator w1 kg Wasser, im Abscheider w2 kg, so waren von der durchgeströmten
                              									Dampfmenge von w1 + w2 kg nur
                           
                              y=\frac{w_2}{w_1+w_2}\mbox{ kg}
                              
                           reiner Dampf, der Rest war Wasser.
                           Mit einem ähnlichen, unvollkommeneren Apparat ohne Dampfmantel von Barrus gelang es, wie oben ausgeführt, Unwin, das Wasser bis auf 0,4 bis 0,2 % aus sehr nassem
                              									Dampf (4,4 bis 9 %) zu entfernen. Demnach müsste der 
                              									hier beschriebene Carpenter'sche Apparat mip
                              									Dampfmantel noch bessere Resultate liefern.
                           Ein weiteres mechanisches Verfahren ist die
                           
                        
                           
                              Optische Methode,
                              
                           die durch den um die Frage der Dampffeuchtigkeitsmessung sehr
                              									verdienten Prof. Barrus angegeben ist„Dampf“, Prospekt-Broschüre von Babcoc und Wilcox, 1895.. Das Verfahren beruht darauf,
                              									dass der aus einer engen Mündung austretende Dampf zweifellos nass ist, wenn er
                              									dicht an der Mündung eine weisse Farbe zeigt, die von den im Dampf enthaltenen
                              									Wassertropfen herrührt. Aus dieser Erscheinung wird nun der Rückschluss gemacht,
                              									dass der Dampf, wenn er an der Mündung des engen Rohres diese weisse Farbe nicht
                              									zeigt, also unsichtbar ist (Fig. 17), trocken
                              									sei.
                           
                              
                              Textabbildung Bd. 317, S. 287
                              Fig. 17.
                              
                           Es bleibt aber zweifelhaft, ob dieser Rückschluss richtig ist wenn man bedenkt, dass
                              									die bei der Expansion des Dampfes frei werdende Wärme kaum alle sofort an die
                              									kältere Luft übergeht, dass vielmehr ein Teil derselben im Dampfe erhalten bleibt,
                              									wo sie zur Verdampfung des Wassergehaltes und zur Ueberhitzung dient. Immerhin
                              									wird es nicht unrichtig sein, aus der Unsichtbarkeit des Dampfes an der Mündung
                              									auf seinen relativ geringen Wassergehalt zu schliessen. Auch nur annähernde
                              									Feuchtigkeitsmessungen auf Grund dieser Methode sind natürlich ausgeschlossen.
                           Aus den vorstehenden Betrachtungen scheint mir hervorzugehen:
                           1. Ein Verfahren zur Bestimmung des Wassers im Dampfe, welches wissenschaftlich
                              									genaue, unbedingt zuverlässige Resultate liefert, gibt es nicht.
                           2. Für praktische Messungen ist das Drosselkalorimeter, eventuell in Verbindung mit
                              									einem Wasserabscheider, das empfehlenswerteste Instrument.
                           3. Für Beobachtungen, bei denen es im wesentlichen nur auf die Erkennung mehr oder
                              									weniger grosser Wassermengen im Dampfe ankommt, ohne dass bestimmte Zahlen
                              									erforderlich wären, geben die Abscheidungs- und die optische Methode gute
                              									Anhaltspunkte.
                           Der Verein deutscher Ingenieure hatte 1898 eine Kommission ernannt, die die Frage der
                              									Dampffeuchtigkeitsmessung eingehend prüfen sollte, doch sind die Arbeiten dieser
                              									Kommission (laut Mitteilung des genannten Vereins) nicht zum Abschluss gelangt. In
                              									neuerer Zeit hat sich aber Prof. v. Linde bereit
                              									erklärt, einen neuen Weg zur genauen Wassergehaltsbestimmung einzuschlagen.
                           Die Person des verdienstvollen Gelehrten lässt die Hoffnung begründet erscheinen,
                              
                              									dass dieser Weg erfolgreich sein werde.