Polytechnische Rundschau. Polytechnische Rundschau. Der Steigschacht. Den Steigschacht oder das Wasserschloß mit einem offenen Wasserspiegel pflegt man an dem Ende eines unter Wasserdruck stehenden Oberwasserstollens mit geringem Gefälle bei Wasserkraftanlagen anzuordnen, damit die Druckleitungen zu den Turbinen möglichst kurz gehalten werden können. Im Beharrungszustande bei einem Wasserverbrauch von Q cbm i. d. Sek. stellt sich der Wasserspiegel im Steigschachte auf eine Höhe h ein, welche die Wassergeschwindigkeit v ergibt, wobei folgende Beziehungen gelten müssen: Q = f v h = c • v2, wenn f der Stollenquerschnitt und c eine den Reibungswiderstand des Wassers im Stollen enthaltende Konstante darstellen. Wird nun die Turbinenanlage belastet, so daß ihr Wasserverbrauch auf Q2 cbm i. d. Sek. steigt, so senkt sich der Wasserspiegel im Steigschacht so weit, bis die Geschwindigkeit v des Wassers im Stollen einen entsprechend höheren Wert angenommen hat, und für irgend einen Zeitpunkt t, welcher innerhalb dieses Reguliervorganges liegt, gilt die Beziehung Q, 2 • d t = f • v • d t + F • d h, worin F den Querschnitt des Steigschachtes darstellt, oder (Q2 – f • v) d t = F • d h. Man kann nun aber auch d t aus einer anderen Beziehung herleiten: Ist l die Länge des Stollens vom Querschnitt f, so ist die bei dem besprochenen Ausgleichsvorgang in Bewegung befindliche Wassermasse vom spezifischen Gewichte γ M=\frac{l\,.\,F\,.\,\gamma}{g}, während die Kraft P, welche sie zu beschleunigen hat, durch P = (h + c v2) f • γ ausgedrückt wird. Da \frac{P}{M}=\frac{d\,v}{d\,t}=\frac{(h+c\,v^2)\,g}{l}, so geht obige Gleichung nach Integration zwischen den Werten v1 und v2 bezw. – h1 und – h2 über in Q_2\,.\,\frac{l}{g}\,(v_2-v_1)-\frac{f\,.\,l}{g}\ \frac{{v_2}^2-{v_1}^2}{2}=F\,.\,\frac{{h_2}^2-{h_1}^2}{2}+F\,.\,c\,\int\limits_{-h_1}^{-h_2}\,v^2\,d\,h. Den Ausdruck \int\limits_{-h_1}^{-h_2} kann man, indem man die Zwischenwerte von v für verschiedene-Größen von h berechnet, als die Fläche einer Kurve darstellen, deren Ordinaten die Werte von h, und deren Abszissen die Quadrate der entsprechenden Werte von v sind; die mittlere Abszisse vm2 dieser Kurve bestimmt dann den Wert des Integrals nach der Gleichung \int\limits_{-h_1}{-h_1}\,v^2\,d\,h=-{v_m}^2\,(h_2-h_1). Die größte Absenkung des Wasserspiegels im Steigschacht bei plötzlicher Belastung erhält man dann, wenn man für den Leerlauf v1 = 0 und v2 = vmax setzt, als h_{2\,\mbox{max}}=c\,{v_m}^2+\sqrt{c^2\,{v_m}^4+\frac{l\,.\,f}{g\,.\,F}}\,{v^2}_{\mbox{max}}. Vernachlässigt man die Reibung im Stollen, setzt man also c = 0, so wird h_{2\,\mbox{max}}=v_{\mbox{max}}\,\sqrt{\frac{l\,.\,f}{g\,F}}. In vollständig ähnlicher Weise findet man für die größte Steigerung h3 max des Wasserspiegels bei plötzlicher Entlastung von Vollast auf Leerlauf h_{3\,\mbox{max}}=-c\,.\,{v_m}^2+\sqrt{(c\,{v^2}_{\mbox{max}}-c\,{v_m}^2)^2+\frac{l\,.\,f}{g\,.\,F}\,.\,{v^2}_{\mbox{max}}} sowie unter Vernachlässigung der Stollenreibung h_{3\,\mbox{max}}=v_{\mbox{max}}\,\sqrt{\frac{l\,.\,f}{g\,.\,F}}, also den gleichen Ausdruck wie für den Belastungsvorgang. (Hutzelsieder.) [Zeitschr. f. d. gesamte Turbinenwesen 1911, S. 4–6 und 17–20.] M. Künstliches Roßhaar. Die Herstellung von künstlichem Roßhaar ist ein wichtiger Nebenzweig der Kunstseidenfabrikation. Man gewinnt das Roßhaar entweder als von vornherein einheitlichen Faden durch Auspressen aus entsprechend weiten Düsen oder durch Zusammenlaufenlassen mehrerer noch nicht vollständig erstarrter Einzelfädchen; z.B. kann man einen aus mehreren Einzelfäden zusammengesetzten Zellulosefaden, der aus natürlichem oder künstlichem Material bestehen kann, durch ein Lösungsmittel für Zellulose hindurchführen, so daß eine Verschmelzung der Einzelfädchen zu einem dicken Faden erfolgt. Der unter dem Namen Viscellin von den Henckel-Donnersmarckschen Kunstseidewerken in den Handel gebrachte Roßhaarersatz wird wieder auf andere Weise gewonnen, nämlich durch Ueberziehen eines Baumwollfadens mit Viscoseseide. Das künstliche Roßhaar findet vielfach bei der Herstellung von Damenhüten Verwendung; es kann aus sämtlichen verschiedenen Kunstseidearten hergestellt werden, also ebensowohl aus Nitrozellulose-, Kupferoxydammoniak-, Viscose- oder Azetatseide. Die Preise für künstliches Roßhaar sind noch etwas höher als die für Kunstseide. Das aus Zelluloseazetat hergestellte Roßhaar zeichnet sich durch Glanz und hohe Festigkeit aus. Neuerdings wirg auch ein in der Herstellungsweise dem Viscellin ähnliches Garn, das aus einem mit einer Mischung von Azetylzellulose mit farbigen Bronzepulvern überzogenen Baumwollfaden besteht, unter dem Namen Baiko in den Handel gebracht. (Lebach) [Chem.-Zeitg. 1911, S. 107] Dr. S Die hygienische Aufgabe und Zweckgestaltung der Abgasschlote, Industrieschornsteine und anderer technischer Abgasquellen. Der gewöhnliche Fabrikschornstein und andere „Rauchquellen“ oder Ausströmungsvorrichtungen für saure Abgase oder rußige Rauchmassen bedürfen einer Vervollkommnung im hygienischen Sinne. Die Aufgabe muß möglichst ohne Vermehrung des Betriebsaufwandes gelöst werden. In Sachsen, wo die Rauchschäden besonders groß sind, sind hohe Staatspreise dafür ausgesetzt worden. Bei Industrieschornsteinen hat man bisher kein anderes Mittel gekannt, als durch Riesenbauten die Abgase in höhere Luftschichten einzuführen. Die 140 m hohe Halsbrücker Esse bei Freiberg in Sachsen ist mit ungeheuren Kosten (180000 M, mit den Flugstaubkanälen sogar über 300000 M) lediglich zur Verhütung von „Rauchschäden“ errichtet worden. In Amerika sind noch umfangreichere Anlagen errichtet worden. 80–90 m hohe Schornsteine sind keine Seltenheit mehr, und 45 bis 50 m hohe sind schon sehr häufig. Diese Riesenbauten verfehlen aber ihren hygienischen Zweck ganz und gar. Denn höhere Luftschichten strömen nicht in wirbelnder, also Abgase auflösender Bewegung, wie die durch Hügel, Häuser oder durch das Wärmegefälle an der Erdoberfläche gestörten tieferen Luftschichten. Die rascheste Verwirbelung der Restgase und des Rußes mit Luft dicht bei der Rauchquelle oder womöglich schon innerhalb derselben ist das einzige Mittel, die Gefahr der Abgase für die Vegetation und für andere Wertobjekte zu bannen. Keine „Entsäuerungsanlage“ kann industrielle Abgasmassen in wirthschaftlicher Weise wirklich vollständig entsäuern. Ihre Aufgabe ist und bleibt nur die Herabminderung des Gehaltes hochhaltiger Abgase an schädlichen Bestandteilen. Eine größere Fabrikkesselanlage, die etwa in der Stunde 2000 kg Kohlen verbrennt, erzeugt in einer Stunde über 30000 cbm Abgase mit etwa 9–15 cbm Säuregehalt (= 0,03 bis 0,05 Volumprozent Gesamtsäure, als SO2 berechnet). Es ist aber erwiesen, daß diese Säuremenge noch giftig auf die Vegetation wirkt; auch der Mensch verträgt diese Menge nicht. Aus Rubners UntersuchungenArchiv für Hygiene, Bd. 57 und 59. wissen wir, daß die Berliner Großstadtluft nur 0,00035–0,00053 Volumprozente schweflige Säure enthält; hierauf führt man das Nichtgedeihen aller empfindlichen Koniferenpflanzen in den Gärten der Städte zurück. Hieraus und aus anderen Ueberlegungen erkennt man, daß die unschädliche Verdünnung des Abgasschwefels etwa 100 mal niedriger sein muß, als sie selbst in gewöhnlichen Steinkohlenfeuerungsabgasen vorliegt. Diese Verdünnung leistet der verwehende Wind keineswegs leicht, vielmehr bedürfen die Abgase nach den Erfahrungen in der Praxis ziemlich erheblicher Zeit, bis sie sich mit der freien Luft bis zu dem erforderlichen Verdünnungsgrad gemengt haben, und während dieser Mischungszeit können sie Schaden anrichten. Man muß daher die vorgewaschenen Restgase mit großen Mengen von Luft rasch und vollständig vermischen. Gebläse- oder Saugvorrichtungen würden zu teuer arbeiten, da mindestens eine achtbis zehnfache Verdünnung erforderlich ist. Stärkste Rauchverdünnung wird in vollkommenster und einfachster Weise ohne alle Betriebskosten durch einen neuen patentierten Dissipator oder Rauchverdünner erzielt. Der dieser Konstruktion zugrunde liegende Gedanke ist folgender: Die Abgasmassen dürfen nicht als kompakter Strom einer Hauptmündung des Schornsteins entströmen. Sie verlassen den Schornstein schrittweise aus zahlreichen annähernd wagerechten Windkanälen und werden vor, während und nach dem Austritt vom strömenden Wind selbst innerhalb des Dissipatorschornsteins und in seiner nächsten Umgebung kräftig mit Luft durchgewirbelt, ohne daß die Zugleistung des Kamins beeinträchtigt wird. Bei Zugschornsteinen baut man zunächst einen geschlossenen Schaft, der die gewünschte Zugleistung sichert, darüber hinaus aber wird der Bau als Gitterschacht mit ringsum angebrachten trichter- oder schlitzförmigen, im wesentlichen wagerechten Windkanälen errichtet. Durch diese tritt der Wind in den aufsteigenden Abgasstrom ein und mischt sich den Abgasen unter stärkster Wirbelbildung bei. Während ein Teil des Gasgemenges aus den gegenüberliegenden Oeffnungen wieder austritt, steigt die übrige Masse weiter auf und wird mehr und mehr verdünnt. Durch konische Erweiterung der Austrittskanäle wird die Vermischung und Wirbelbildung besonders begünstigt. Die Dissipatorwirkung kann noch gesteigert werden, indem man die Windkanäle tangential anordnet oder indem man ihnen eine doppeltrichterförmige (X-förmige) Gestalt gibt. Letztere Ausführungen sind bei Eisenbetonbauten und Eisenblechschornsteinen (Dampfschiffen) leichter als bei gewöhnlichen Radialziegelbauten; für diese können besondere geschützte Dissipator-Tangential-Lochziegel Anwendung finden, die ebenso wie gewöhnliche Radialziegel verbaut werden. Bei Anwendung dieser Steine werden die Gasmassen im Innern des Kamins zu einer drehenden (Spiral-) Bewegung gezwungen. Die Dissipatorwirkung ist an Modellversuchen und auch schon an mehreren großen Ausführungen in der Praxis erprobt worden. Bei einer Schwefelsäurefabrik z.B., wo mit Teer ein Feuer mit maximaler Rußbildung angelegt wurde, zeigte sich, daß der Qualm aus sämtlichen Schornsteinlöchern, die der Windrichtung entgegenlagen, entwich und schon in einer Entfernung von 10 bis 15 m vollständig zu einem Nebeldunst aufgelöst war. Der Zug des Schornsteins wurde selbst bei verschlossener oberer Oeffnung nicht gehemmt. Handelt es sich nicht um einen Zugschornstein, sondern um eine Kanalmündung, die auf ebener Erde oder auf einem Dach endet, so kann der Abzugsschlot als vervielfachter Gitterschaft für verstärkte Mischwirkung hergestellt werden (Multidissipator). Ein solcher Dissipator kann dazu dienen, die aus einer Entsäuerungsanlage entweichenden Restgase zu zerstreuen. Es ist jetzt auch gelungen, die anfangs noch unvollkommen aussehenden Bauten so zu gestalten, daß das Aeußere der Gitterschornsteine von gefälliger Wirkung ist. Die Untersuchung der Baustabilität hatte ebenfalls ein sehr günstiges Ergebnis, (H. Wislicenus.) [Rauch und Staub 1911, S. 2–7.] Dr. S.