| Titel: | Ueber die Ausströmung der gesättigten Wasserdämpfe. | 
| Autor: | W. Schüle | 
| Fundstelle: | Band 318, Jahrgang 1903, S. 369 | 
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                        Ueber die Ausströmung der gesättigten
                           								Wasserdämpfe.
                        Von W. Schüle,
                           								Breslau.
                        (Fortsetzung von S. 358 d. Bd.)
                        Ueber die Ausströmung der gesättigten Wasserdämpfe.
                        
                     
                        
                           Vereinfachte Formel für den Verlauf der ψ Linie.
                           (Gl. 6 bezw. Fig. 1).
                           Durch die zuletzt behandelte Frage wird das Folgende nicht berührt, ausser inbezug
                              									auf die Spannungsgrenze, bis zu welcher die ψ1 Formel zu gelten hat.
                           Es ist nach Gleichung 6.)
                           
                              \varphi_1=\sqrt{2\,g\,\frac{k}{k-1}\cdot \left\{\left(\frac{p_a}{p_i}\right)^{\frac{2}{m}}-\left(\frac{p_a}{p_i}\right)^{\frac{m+1}{m}}\right\}}
                              
                           Hierfür schreiben wir zunächst
                           
                              \varphi_1=\frac{p_a}{p_i}\,\sqrt{2\,g\,\frac{k}{k-1}}\cdot \sqrt{\left(\frac{p_i}{p_a}\right)^{2\cdot \frac{m-1}{m}}-\left(\frac{p_i}{p_a}\right)^{\frac{m-l}{m}}}
                              
                           Die Exponenten 2\cdot \frac{m-1}{m} und \frac{m-1}{m} unter der Wurzel sind nun kleine Brüche,
                              									äussersten Falles für trockenen Dampf und widerstandslosen Ausfluss mit
                           m = k =
                              									1,135.
                           \frac{m-1}{m}=0,119     2\cdot \frac{m-1}{m}=0,238.
                              								
                           Ausserdem ist, wenigstens nach der älteren Annahme, \frac{p_i}{p_a} nicht grösser als rund
                              									1,8. Nach der Exponentalreihe ist nun
                           
                              \left(\frac{p_i}{p_a}\right)^{2\cdot \frac{m-1}{m}}=1+2\cdot \frac{m-1}{m}\,ln\,\left(\frac{p_i}{p_a}\right)+..
                              
                           
                              \left(\frac{p_i}{p_a}\right)^{\frac{m-1}{m}}=1+\frac{m-1}{m}\,ln\,\left(\frac{p_i}{p_a}\right)+..
                              
                           Beide Reihen sind beim zweiten Glied abgebrochen, da sie bei der Kleinheit von
                              
                              									\frac{m-1}{m} und von ln\,\left(\frac{p_i}{p_a}\right) das höchstens ln 1,8 = ∞
                              									0,59 wird, rasch konvergieren. Nun wird
                           
                              \left(\frac{p_i}{p_a}\right)^{2\cdot \frac{m-1}{m}}-\left(\frac{p_i}{p_a}\right)^{\frac{m-1}{m}}=\frac{m-1}{m}\,ln\,\left(\frac{p_i}{p_a}\right)
                              
                           und daher
                           
                              \varphi_1=\frac{p_a}{p_i}\,\sqrt{2\,g\,\frac{k}{k-1}}\cdot \sqrt{\frac{m-1}{m}\cdot ln\,\frac{p_i}{p_a}}
                              
                           In dieser Formel kommen zwar keine gebrochenen Exponenten von \frac{p_i}{p_a} mehr vor,
                              									dafür aber der natürliche Logarithmus und die Formel muss weiter vereinfacht werden,
                              									wenn sie sich für Aufgaben mit veränderlichem \frac{p_i}{p_a} verwenden lassen soll.
                           Für die Werte von \frac{p_i}{p_a} zwischen 1 und 1,8, um die es sich handelt, kann
                              									man mit guter Annäherung
                           
                              ln\,\frac{p_i}{p_a}=2\cdot \frac{\frac{p_i}{p_a}-1}{\frac{p_i}{p_a}+1}
                              
                           setzen.
                           Es ist also
                           
                              \varphi=\frac{p_a}{p_i}\,\sqrt{2\,g\,\frac{k+1}{k-1}}\cdot \sqrt{2\cdot \frac{m-1}{m}\,\frac{\frac{p_i}{p_a}-1}{\frac{p_i}{p_a}+1}}
                              
                           Diese Näherungsformel besitzt um so grössere Genauigkeit, je kleiner \frac{p_i}{p_a} ist,
                              									die Abweichungen nehmen mit zunehmendem \frac{p_i}{p_a} zu. Man erhält aber einen
                              									Ausgleich der Fehlerverteilung, wenn man unter der Wurzel statt \frac{m-1}{m} den
                              									Mittelwert
                           
                              \frac{1}{2}\cdot (\frac{m-1}{m}+m-1)=\frac{m^2-1}{2\,m}
                              
                           setzt. Dann wird
                           \varphi=\frac{p_a}{p_i}\,\sqrt{2\,g\,\frac{k}{k-1}\,\frac{m^2-1}{m}}\,\sqrt{\frac{\frac{p_i}{p_a}-1}{\frac{p_i}{p_a}+1}} 9.)
                           Diese Formel besitzt nun in bezug auf die Veränderliche \frac{p_i}{p_a} die wünschenswerte
                              									Einfachheit und kann auch ohne wesentliche Beeinträchtigung der Genauigkeit nicht
                              									weiter vereinfacht werden. Dass trotz der verschiedenen Abkürzungen und
                              									Vereinfachungen die Genauigkeit über das ganze fragliche
                                 										Gebiet in praktisch zulässigen Grenzen geblieben ist, zeigt Fig. 2, in welcher die genauen Werte und die
                              									Näherungswerte von ψ für zwei Grenzfälle aufgetragen
                              										sind.Dadurch
                                    											unterscheidet sich diese Formel von anderen ähnlichen Abkürzungen, die nur
                                    											für ein beschränktes Gebiet in der Nähe des Verhältnisses \frac{p_i}{p_a}=1
                                    											gelten.
                           Bei der Anwendung der Formeln ist häufig nicht di,
                              									sondern der Widerstandskoeffizient ξ gegeben. Es
                              									ist
                           
                              m=\frac{(1+\zeta)\cdot k}{1+\zeta\cdot k}
                              
                           
                           In der Formel für ψ und in den folgenden
                              									Entwicklungen treten zusammengesetzte Ausdrücke. mit m
                              									und k auf. So ist
                           
                              
                              Textabbildung Bd. 318, S. 370
                              Fig. 2.
                              
                           m-1=\frac{k-1}{1+\zeta\,k}                m+1=\frac{1+k+2\,\zeta\,k}{1+\zeta\,k}
                              								
                           
                              \frac{m+1}{m}=\frac{1+k+2\,\zeta\,k}{(1+\zeta)\cdot k}
                              
                           und der in ψ vorkommende
                              									Ausdruck
                           
                              \frac{k}{k-1}\cdot \frac{m^2-1}{m}=\frac{k}{k-1}\cdot \frac{k-1}{1+\zeta\,k}\cdot \frac{1+k+2\,\zeta\,k}{(1+\zeta)\cdot k}
                              
                           
                              =\frac{1+k+2\,\zeta\cdot k}{(1+\zeta)\cdot (1+\zeta\,k)}=\frac{1}{1+\zeta}\cdot \left(1+\frac{k+\zeta\,k}{1+\zeta\,k}\right)
                              
                           
                              =\frac{1}{1+\zeta}\,\left(2+\frac{k-1}{1+\zeta\,k}\right)=\frac{2}{1+\zeta}\cdot \left(1+\frac{1}{2}\,\frac{k-1}{1+\zeta\,k}\right)
                              
                           Man kann daher ψ1 auch in der Form schreiben
                           
                              \varphi_1=\frac{2\,p_a}{p_i}\,\sqrt{\frac{g}{1+\zeta}\cdot \left(1+\frac{1}{2}\,\frac{k-1}{1+\zeta\,k}\right)}
                              
                           und
                           
                              \sqrt{\frac{\frac{p_i}{p_a}-1}{\frac{p_i}{p_a}+1}}
                              
                           
                              G_1=2\,F\cdot \frac{p_a}{p_i}\,\sqrt{\frac{g}{1+\zeta}\cdot \left(1+\frac{1}{2}\,\frac{k-1}{1+\zeta\,k}\right)}
                              
                           \sqrt{\frac{\frac{p_i}{p_a}-1}{\frac{p_i}{p_a}+1}\cdot \frac{p_i}{v_i}} 10.)Die
                                    											logarithmische Formel würde lauten:G=F\cdot \sqrt{\frac{2\,g}{1+\zeta}\,\frac{p_i}{v_i}\,\left(\frac{p_a}{p_i}\right)^2\cdot l\,u\,\frac{p_i}{p_a}}wenn man die Klammer unter der ersten Wurzel gleich l
                                    											setzt. In der Tat ist dies, besonders bei grösseren Werten von ξ ohne grossen Fehler möglich. Sogar mit ξ = 0 wird für k =
                                    											1,135 \frac{1}{2}\,\frac{k-1}{1+\zeta\,k} nur \frac{1}{2}\cdot 0,135=0,067 gegen 1, ein Verhältnis, das sich durch die
                                    											Quadratwurzel noch auf 0,034 gegen l reduziert. Für nasse Dämpfe und
                                    											grössere Widerstünde wird der Unterschied noch viel kleiner. Diese
                                    											logarithmische Formel, wie sie hier aus der Zeunerschen Gleichung abgeleitet wurde, ist identisch mit der
                                    											Formel von Navier, die nach Zeuner in allen Lehrbüchern der Physik
                                    											verwendet wird. Zeuner wendet sich (a. a. O. I
                                    											S. 249) mit Recht gegen die Ableitung und Benutzung dieser Formel für Gase, da sie „unzulässigen Annahmen
                                       												entsprungen ist“. Auf Wasserdämpfe braucht, wie die obige
                                    											Entwicklung erkennen lässt, dieses Urteil, wenigstens praktisch, nicht
                                    											ausgedehnt zu werden. Für nasse Wasserdämpfe stellt sie sogar eine recht
                                    											gute Annäherung an den Zeunerschen Ausdruck
                                    											vor. Für Gase ist dies freilich durchaus nicht der Fall, weil bei diesen k viel grösser ist (1,41 gegen 1,13 bei
                                    											Dämpfen); und deshalb die obige Reihenentwicklung nicht ohne bedeutenden
                                    											Fehler heim zweiten Glied abgebrochen werden kann.
                           
                        
                           Der Einfluss der Widerstände auf die
                              									Ausflussmenge.
                           Aus Gleichung 10 ist dieser Einfluss leicht zu erkennen. Je feuchter die Dämpfe sind
                              									(je kleiner also k) und je grösser die Widerstände,
                              									umsomehr verschwindet die Bedeutung des zweiten Klammerglieds der ersten Wurzel
                              									(vergl. Fussbemerkung 14), so dass man für nasse Dämpfe schreiben kann
                           G_1=2\,F\cdot \frac{p_a}{p_i}\,\sqrt{\frac{g}{1+\zeta}}\cdot \sqrt{\frac{\frac{p_a}{p_i}-1}{\frac{p_a}{p_i}+1}\cdot \frac{p_i}{v_i}} 11.)
                           Aus dieser Gleichung ist zu entnehmen, dass die Ausflussmenge mit \frac{1}{\sqrt{1+\zeta}} abnimmt,
                              									wenn ξ zunimmt, ganz gleichgiltig, wie gross der
                              									Feuchtigkeitsgrad oder der sonstige Zustand der Dämpfe ist. Die Widerstände
                              									verkleinern unter allen Umständen die Ausflussmenge in dem gleichen Verhältnis
                              									\frac{1}{\sqrt{1+\zeta}}. Aus der ursprünglichen Gleichung 2.) ist es unmöglich, dies zu
                              									erkennen.
                           
                        
                           Der Einfluss der Feuchtigkeit auf die Ausflussmenge.
                           Denkt man sich Wasserdämpfe von gleicher Spannung pi aber verschiedener Dampfnässe, d.h.
                              									verschiedenem spezifischen Volumen vi, so übt ausser vi noch die Verschiedenheit der
                              									Werte von k einen Einfluss auf das Gewicht G1; dieser letztere ist
                              									aber, wie man wieder bei Beachtung des geringen Wertes von
                           
                              \frac{1}{4}\,\frac{k-1}{1+\zeta\,k}
                              
                           gegen{PROBLEM}unlesbar{PROBLEM} erkennt, so geringfügig, dass
                              									er gegenüber dem anderen viel grösseren, besonders bei grösserem Feuchtigkeitsgrad,
                              									zurücktritt. Ist nun vi das Volumen des trocken gesättigten
                              									Dampfes, so ist x . vi sehr angenähert dasjenige des nassen Dampfes mit der spezifischen
                              									Dampfmenge x. Für nassen Dampf wird also das Ausflussgewicht
                                 										im Verhältnis \frac{1}{\sqrt{x}}
                              									grösser als für trockenen unter sonst gleichen
                                 										Verhältnissen.Vergl. den Einfluss
                                    											dieses Umstandes auf die Entleerungszeit von Dampfgefässen weiter
                                    										unten.
                           Für Dampf mit 20 v. H. Wassergehalt, also x = 1 – 0,2 =
                              									0,8 ist z.B. das Ausflussgewicht in derselben Zeit \frac{1}{\sqrt{0,8}}=\infty\,1,11 mal oder um 11
                              									v. H. grösser, als für trockenen Dampf.
                           Auch dies ist aus der ursprünglichen Gleichung 2.) nicht erkennbar, da sich dort der
                              									Einfluss der Grössen k und m die beide den Feuchtigkeitsgrad enthalten,
                              									nicht übersehen lässt.
                           
                        
                           Ausströmungszeit des gesättigten Wasserdampfes aus einem
                              									Gefäss ohne Zufluss.
                           Die Ausflusszeit zerfällt im allgemeinen immer in zwei Teile, die Zeit, solange der
                              
                              
                              									Mündungsdruck grösser ist als der äussere Druck, und die Zeit, während welcher beide
                              									Drücke gleich sind. Für den ersten Teil hat WeyrauchWeyrauch, Zeitschr. d. V. deutsch. Ing. 1899,
                                    											S. 1164. eine genaue Formel gegeben, die weiter unten angeführt
                              									wird. Für den zweiten Teil, dessen Bestimmung grösseren Schwierigkeiten begegnet,
                              
                              									hat GrashofGrashof, Theoretische Maschinenlehre. Bd. I S.
                                    											696. Gleichung 12. eine Näherungsformel entwickelt, für den Fall,
                              										„dass der innere Druck nur wenig grösser ist als der äussere.“ Leider ist
                              									dabei nicht näher angegeben, bis zu welchem Druckverhältnis die Formel Anwendung
                              									finden soll. In seinem Beispiel wendet sie Grashof
                              									selbst für ein Druckverhältnis \frac{p_i}{p_a}=1,25 an und dies erweist sich bei
                              									näherer Durchsicht der Entwicklungen auch als die oberste Grenze. Man wäre demnach
                              									in der Lage, mittels der Weyrauchschen Formel z.B. die
                              									Zeit zu berechnen, welche bei Ausströmen des Dampfes in die Atmosphäre aus einem
                              									geschlossenen Gefäss ohne Zufluss verstreicht, bis der Druck von 4 auf rund 1,8 Atm.
                              									gesunken ist, nach der Grashofschen Formel die Zeit für
                              									die Drucksenkung von 1,25 auf 1 Atm. Die dazwischen liegende Zeit von 1,8 bis 1,25
                              									Atm. bleibt unbekannt.Fliegner gibt in der Zeitschr. d. Ver. deutsch.
                                    											Ing. 1901 S. 395 ein Näherungsverfahren an, dessen Richtigkeit aber nur für
                                    											Gase erwiesen ist, und das auch für Dämpfe schwerlich durchführbar sein
                                    											wird. Das von Weyrauch a. a. O. mitgeteilte
                                    											Verfahren durch stufenweise Integration ist durch den Umstand beschränkt,
                                    											dass ψ1
                                    											bei kleinen Spannungsverhältnissen, besonders nahe gegen \frac{p_i}{p_a}=1 hin, sehr stark veränderlich ist. Auf die
                                    											Zwischenzeit in dem obigen Beispiel könnte es zwar wohl angewendet werden.
                                    											Das ganze Verfahren würde aber dadurch sehr umständlich, da für die drei
                                    											Zeitabschnitte drei verschiedene Methoden benutzt werden müssten.
                              									Mit Hilfe der Gleichung 10.) lässt sich jedoch die Aufgabe vollständig lösen und ein
                              									einfacher geschlossener Ausdruck für die Zeit aufstellen.
                           
                        
                           Entwicklung der Formel für den Teil der Entleerungszeit,
                              									während dessen der Mündungsdruck gleich dem äusseren Druck ist.
                           Das Ausflussgewicht in
                              									dt Sekunden ergibt sich aus der
                              									Ausflussformel
                           d\,G=\alpha\,\varphi\,F\cdot \sqrt{\frac{p_i}{v_i}}\cdot d\,t . . 12.)
                           da während der kleinen Zeit dt die Druckänderung im Behälter verschwindend klein ist. α ist der Kontraktionskoeffizient.
                           Der im Gefäss zurückbleibende Dampf führt eine Zustandsänderung aus, die wesentlich
                              									durch den Einfluss der Gefässwände auf den Wärmezustand bedingt ist. Man pflegt zu
                              									setzen
                           pi . vir = p1 . v1r  . . . 13.)
                           worin pi der Druck zur beliebigen Zeit t, p1 der
                              									Anfangsdruck ist. (Desgl. vi und v1 die zugehörigen spezifischen Volumina.)
                              									Bei Gefässwänden, die weder Wärme annehmen, noch abgeben, noch weiterleiten, wäre
                              										r = k, die
                              									Zustandsänderung adiabatisch. Gerade bei feuchten Dämpfen wird jedoch für den
                              									vorliegenden Fall von adiabatischer Zustandsänderung keine Rede sein können, weil
                              									erstens die Gefäss wände, die aus Metall bestehen, die Wärme an das im Dampf
                              									suspendierte Wasser leicht abgeben oder von ihm aufnehmen; und aus dem zweiten
                              									Grunde nicht, weil bei dem allmählich geringer werdenden Druck die Temperatur des Dampfes stetig sinkt und das dadurch
                              									zwischen der heissen Gefässwand und dem Dampf hervortretende Wärmegefälle den
                              									Wärmeübergang von den Wänden zum Dampf sehr befördert. Von den Dampfmaschinen her
                              									ist ja bekannt genug, dass die Expansionslinie durch die heissen Gefässwände eine
                              									nicht unbeträchtliche Erhöhung über den adiabatischen Verlauf erfährt. – Die grösste
                              									Rolle wird die Zeit spielen. Ist diese bis zum
                              									vollständigen Druckausgleich sehr klein, so wird sich die Zustandsänderung der
                              									Adiabate nähern; dies ist der Fall, wenn die Ausflussöffnung gross ist.Davon hat z.B. Hirn bei seinen Versuchen über die adiabatische Expansion des
                                    											überhitzten Dampfes Gebrauch gemacht. Dagegen wird r < k sein, die
                              									Zustandsänderung unter Wärmezufuhr vor sich gehen, wenn die Ausflussöffnung relativ
                              									klein ist und daher die Zeit für den Druckausgleich gross. Einen besonders einfachen
                              									Fall stellt r = 1 vor, der dann eintreten kann, wenn
                              									sich der Dampf in einem Gefäss befindet, dessen Wände zu Beginn der Ausströmung
                              									höhere Temperatur besitzen, als der Dampf selbst (z.B. bei Ausströmen aus
                              									Dampfmaschinenzylindern).
                           Aus der Beziehung Gleichung 13.) folgt nun
                           
                              v_1=\left(\frac{p_1}{p_i}\right)^{\frac{1}{r}}\cdot v_1
                              
                           somit
                           
                              \frac{p_i}{v_i}=\left(\frac{p_i}{p_1}\right)^{1+\frac{1}{r}}\cdot \frac{p_1}{v_1}
                              
                           Die Gleichung 12.) geht hiermit über in:
                           
                              d\,G=\alpha\,\varphi\,F\cdot \sqrt{\frac{p_1}{v_1}}\,\left(\frac{p_i}{p_1}\right)^{\frac{1}{2}+\frac{1}{2\,r}}\cdot d\,t
                              
                           Nach unserer Gleichung 9.) für ψ ist hierin
                           
                              \varphi=\frac{p_a}{p_i}\,\sqrt{2\,g\,\frac{k}{k-1}\,\frac{m^2-1}{m}}\,\sqrt{\frac{\frac{p_i}{p_a}-1}{\frac{p_i}{p_a}+1}}
                              
                           somit
                           d\,G=\beta\cdot \left(\frac{p_i}{p_a}\right)^{\frac{1}{2\,r}-\frac{1}{2}}\cdot \sqrt{\frac{\frac{p_i}{p_a}-1}{\frac{p_i}{p_a}+1}}\cdot
                                 d\,t, worin
                           
                              \beta=c\,F\cdot \sqrt{\left(\frac{p_a}{p_1}\right)^{\frac{1}{r}}\cdot \frac{p_a}{v_1}\cdot 2\,g\,\frac{k}{k-1}\cdot \frac{m^2-1}{m}}
                              
                           Die Bedingung der Aufgabe, dass das Gesamtvolumen V des
                              									Rückstandes konstant bleibt, führt ferner zu folgendem Ausdruck für dGVergl.
                                    												Grashof, Theor. Maschinent. I S. 693 und
                                    												Weyrauch, a. a. O.. Ist G1 das
                              									Gesamtgewicht zur Zeit t = t1, Gi das Gewicht des
                              									Behälterrückstandes zur beliebigen Zeit t, so ist
                              									während t – t1
                              									Sekunden ausgeströmt
                           G = G1
                              									– Gi
                           Nun ist nach der Definition des spezifischen Volumens
                           V = G1v1 = GiVi
                           somit
                           
                              G=G_1\cdot \left(1-\frac{v_1}{v_i}\right)
                              
                           daher differentiert
                           
                              d\,G=-G_1\cdot d\,\frac{v_1}{v_i}
                              
                           Nach der Zustandsgleichung ist hierin
                           
                              \frac{v_1}{v_i}=\left(\frac{p_i}{p_1}\right)^{\frac{1}{r}}
                              
                           somit
                           
                              d\,G=-\frac{1}{r}\,G_1\cdot \left(\frac{p_i}{p_1}\right)^{\frac{1}{r}-1}\cdot d\,\left(\frac{p_i}{p_1}\right)
                              
                           Durch Gleichsetzen beider Ausdrücke für dG folgt
                              									alsdann
                           
                              d\,l=-\cdot \frac{G_1}{\beta\cdot r}\,\frac{\left(\frac{p_a}{p_1}\right)^{\frac{1}{r}}}{\sqrt{\left(\frac{p_i}{p_a}\right)^{1-\frac{1}{r}}\cdot
                                 \frac{\frac{p_1}{p_a}-1}{\frac{p_i}{p_a}+1}}}
                              
                           Wir setzen zur Abkürzung
                           
                              c=\frac{G_1}{\beta\cdot r}\cdot \left(\frac{p_a}{p_1}\right)^{\frac{1}{r}}
                              
                           oder mit dem Wert von β
                           
                              c=\frac{1}{r}\cdot \frac{v}{a\,F}\cdot \frac{1}{\sqrt{2\,g\,\left(\frac{k}{k-1}\right)\,\frac{m^2-1}{m}\,\left(\frac{p_a}{p_1}\right)^{1-\frac{1}{r}}\cdot
                                 p_1\cdot v_1}}
                              
                           Es ist nun die Gleichung
                           
                              d\,t=-c\cdot \frac{d\,\left(\frac{p_i}{p_a}\right)}{\sqrt{\left(\frac{p_i}{p_a}\right)^{1-\frac{1}{r}}\cdot \frac{\frac{p_i}{p_a}-1}{\frac{p_i}{p_a}+1}}}
                              
                           
                           zu integrieren, um die Ausflusszeit für beliebige
                              									Druckabnähme zu erhalten. Es ist
                           
                              t-t_1=-c\cdot \int_{t_1}^t\,\frac{d\,\left(\frac{p_i}{p_a}\right)}{\sqrt{\left(\frac{p_i}{p_a}\right)^{1-\frac{1}{r}}\cdot
                                 \frac{\frac{p_i}{p_a}-1}{\frac{p_i}{p_a}+1}}}
                              
                           Um die Integration in einfacher, geschlossener Form zu ermöglichen, setzen wir
                           
                              \sqrt{\left(\frac{p_i}{p_a}\right)^{\frac{1}{r}-1}}=\left(1+\left(\frac{p_i}{p_a}-1\right)\right)^{\frac{1}{2\,r}-\frac{1}{2}}=1-\frac{1}{2}\,\left(1-\frac{1}{r}\right)\,\left(\frac{p_i}{p_a}-1\right)+..
                              
                           Die Reihe kann unbedenklich mit dem zweiten Glied abgebrochen werden, da \frac{1}{2\,r}-\frac{1}{2}
                              									immer sehr klein ist (für adiab. Zust.-Aend. rd. – 0,03, für r = 1 sogar = 0), und \frac{p_i}{p_a}-1 höchstens 0,8 sein kann. Es ist nun
                           
                              t-t_1=-c\cdot \int_{t_1}^t\,\frac{1-\frac{1}{2}\,\left(1-\frac{1}{r}\right)\,\left(\frac{p_i}{p_a}-1\right)}{\sqrt{\frac{\frac{p_i}{p_a}-1}{\frac{p_i}{p_a}+1}}}\,d\,\left(\frac{p_i}{p_a}\right)
                              
                           Da nun
                           
                              \int\,\sqrt{\frac{\frac{p_i}{p_a}+1}{\frac{p_i}{p_a}-1}}\,d\,\left(\frac{p_i}{p_a}\right)
                              
                           
                              =\sqrt{\left(\frac{p_i}{p_a}\right)^2-1}+ln\,\left(\frac{p_i}{p_a}+\sqrt{\left(\frac{p_i}{p_a}\right)^2-1}\right)
                              
                           und
                           
                              \int\,\sqrt{\left(\frac{p_i}{p_a}+1\right)\,\left(\frac{p_i}{p_a}-1\right)}\cdot d\,\frac{p_i}{p_a}
                              
                           
                              =\frac{1}{2}\cdot \frac{p_i}{p_a}\,\sqrt{\left(\frac{p_i}{p_a}\right)^2-1}\cdot \frac{1}{2}\,ln\,\left(\frac{p_i}{p_a}+\sqrt{\left(\frac{p_i}{p_a}\right)^2-1}\right)
                              
                           so folgt mit \frac{p_i}{p_a}=E.
                           
                              t-t_1=c\cdot \left[_{E_1}^E-\sqrt{E^2-1}-ln\,(E+\sqrt{E^2}-1)\right
                              
                           
                              +\frac{1}{4}\,\left(1-\frac{1}{r}\right)\,E\,\sqrt{E^2-1}
                              
                           
                              \left-\frac{1}{4}\cdot \left(1-\frac{1}{r}\right)\,ln\,(E+\sqrt{E^2-1})\right]
                              
                           Denkt man an die Zeit, die bis zum vollständigen Druckausgleich verstreicht, wo
                              									also \frac{p_i}{p_a}=E-1 wird, so erhält man
                           
                              t-t_1=t_e=c\cdot \left[\left(1-E\cdot \frac{r-1}{4\,r}\right)\,\sqrt{E^2-1}\right+\frac{5\,r-1}{4\,r}\cdot ln\,(E+\sqrt{E^2-1})]
                              
                           worin nun E=\frac{p_1}{p_a} für den Anfangszustand gilt. Mit dem Wert
                              									von c ist
                           
                              t_e=\frac{V}{r\,a\,F}\cdot \frac{1}{\sqrt{2\,g\,\frac{k}{k-1}\,\frac{m^2-1}{m}\,\left(\frac{p_a}{p_1}\right)^{1-\frac{1}{r}}\cdot
                                 p_1\,v_1}}\cdot 
                              
                           
                              \cdot \left[\left(1-E\cdot \frac{r-1}{4\,r}\right)\,\sqrt{E^2-1}\right
                              
                           \left+\frac{5\,r+1}{4\,r}\,ln\,(E+\sqrt{E^2-1})\right] . . 14.)
                           Setzt man für \frac{k}{k-1}\cdot \frac{m^2-1}{m} den meist zulässigen Ausdruck \frac{2}{1+\zeta}, so wird
                           
                              t_E=\frac{V}{6,3\,r\,a\,F}\,\frac{1}{\sqrt{\frac{p_1\,v_1}{1+\zeta}\,\left(\frac{p_a}{p_1}\right)^{1-\frac{1}{r}}}}
                              
                           
                              \cdot \left[\left(1-E\,\frac{r-1}{4\,r}\right)\,\sqrt{E^2-1}\right
                              
                           \left+\frac{5\,r-1}{4\,r}\cdot ln\,(E+\sqrt{E^2-1})\right]Es ist absichtlich
                                    											statt 6,26 der etwas erhöhte Wert 6,3 gesetzt, um dem etwas zu kleinen
                                    											Betrag von \frac{2}{1+\zeta} Rechnung zu tragen. 14a.)
                           Für r = 1 wird
                           t_e=\frac{V}{6,3\,a\,F}\,\frac{1}{\sqrt{\frac{p_1\,v_1}{1+\zeta}}}\cdot [\sqrt{E^2}-1+ln\,(E+\sqrt{E^2-1})] 15.)
                           Der Einfluss der Feuchtigkeit ist auch hier wieder fast
                              									allein durch den Wert \frac{1}{\sqrt{v_1}} bedingt. Ist also x
                              									die spezifische Dampfmenge, so verhalten sich die Ausflusszeiten von trockenem und
                              									nassem Dampf unter gleichen Verhältnissen wie \frac{1}{\sqrt{x}}. Der nasse Dampf braucht
                              									also längere Zeit, als der trockene, um auszuströmen, da x ein echter Bruch ist. Für 20 v. H. Feuchtigkeit ist z.B. die Zeit
                              									\frac{1}{\sqrt{0,8}}=1,11 mal so gross, als für den trockenen Zustand, wenn in beiden Fällen die
                              									Spannung um den gleichen Betrag sinken soll.
                           
                              
                                 (Schluss folgt.)