Inhaltsübersicht.

Es wird eine Versuchsanordnung zur Bestimmung des Gleitmoduls von Schiffswellen beschrieben. Einige Versuchsreihen der angestellten Messungen werden wiedergegeben. Der Einfluß der warm aufgezogenen Büchsen auf die Verdrehung der Wellen wird erörtert. Außerdem wird das bekannte Verfahren zur dynamischen Bestimmung von erwähnt.

Zur Ermittlung des Torsionsmomentes von Kraftmaschinenwellen mittels Föttinger - Indikator1) ist es notwendig, den Gleitmodul des betreffenden Wellenmaterials zu kennen, um die Konstanten des Apparates berechnen zu können. In den meisten Fällen wird man sich damit begnügen können, den üblichen Wert G = 850 000 kg/cm2 für Wellen aus Stahl und G = 750000 kg/cm2 für solche aus Flußeisen in die Rechnung einzusetzen. Wenn man jedoch ganz sicher gehen will, muß G von Fall zu Fall an der fertigen Welle bestimmt werden.

Im folgenden wird eine Versuchsanordnung beschrieben, mittels welcher man an der fertigen Welle auf einfache Weise den Gleitmodul leicht bestimmen kann, wenn sonst keine Anhaltepunkte über die Materialfestigkeit vorliegen, aus welchen man G berechnen könnte. Beschreibung der Versuchsanordnung.

Wie aus Abb. 1 und 2 ersichtlich ist, wurde die Welle gelagert auf einer Hobelmaschine, deren Tisch sich für die Versuche besonders gut bewährte. Das den Kupplungsflansch W tragende Ende der Welle wurde mit dem Gußeisenwinkel F verschraubt, der wiederum am Tisch der Hobelmaschine befestigt war.

Auf der Welle sitzt die Zeigervorrichtung, welche weiter unten deutlicher abgebildet ist und beschrieben werden wird. Das andere Wellenende, auf welches der

1) Föttinger, Effektive Maschinenleistung und effektives Drehmoment, Jahrbuch der Schiffbautechnischen Gesellschaft 4. Bd. (1903).

Propeller zu sitzen kommt, trägt einen Stahlguẞhebel, welcher sehr stramm mit zwei Keilen auf den Wellenkonus aufgepaẞt ist (s. Abb. 3). An dem kräftig gehaltenen Hebel hängen die leicht auswechselbaren Belastungsgewichte, welche die Verdrehung der Welle bewirken. Mit Rücksicht auf die verhältnismäßig hohe Belastung der Welle mit 2 t wurde der Hebel auf Kugeln gelagert. Die Anordnung, welche aus Abb. 3 und 4 ersichtlich ist, bietet den großen Vorteil der geringen Reibung, welche bei Anwendung von Gleitlagern doch schon erheblich groß geworden wäre und damit die Versuche ziemlich beeinflußt hätte. Die Kugeln haben einen Durchmesser von 2 bzw. 23/4" engl. Die Belastungsgewichte sind leicht auswechselbar, indem jedes mit einem breiten Schlitz zur bequemen Aufbringung auf das Gestänge versehen ist.

Abb. 5 bis 9 zeigen das Schema und die Konstruktionseinzelheiten der Zeigervorrichtung. Am Rohr Rist ein aus Winkeleisen zusammengenieteter Hebel H angeschraubt, dessen Endpunkt S sich bei Belastung der Welle genau so verdreht, als wenn er in der Ebene A A' schwingt (Abb. 5 und 7). Die Bewegung des Punktes S wird übertragen auf den Hebel J, welcher seinen Drehpunkt an dem auf der Welle festgeklemmten Hebel K in M2 hat. In Abb. 5 sind die Nullage und (punktiert) die äußerste Stellung der Zeigervorrichtung schematisch dargestellt, und zwar der Einfachheit halber für den Fall, daß der Punkt M2 feststeht, d. h. daß der Hebel K an der Verdrehung nicht teilnimmt. In Wirklichkeit verdreht er sich entsprechend dem Wellenstück zwischen dem Flansch W und der Einspannstelle B B' (Abb. 1). An der Uebersetzung ändert dies jedoch durchaus nichts. Eine kleine Ungenauigkeit der Zeigervorrichtung liegt darin, daß der Hebel H um M, schwingt, während sich der Zeiger und M2 dreht Bei der Verdrehung ändert sich daher die Länge a, etwas. Durch eine überschlägige

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Eigentlich müßte die Ueberschrift dieses Aufsatzes heißen „Ueber Economiser nicht leistungen", denn Zweck des Artikels soll es sein, aufklärend dahin zu wirken, daß vieles von dem, was verbreitet wird, von den wirklichen Betriebsresultaten weit abweicht. Es ist zu bedauern, daß manches davon geradezu den Grundzügen der Feuerungstechnik widerspricht, denn sonst dürfte man nicht noch fortgesetzt Garantiebedingungen finden, in denen es beispielsweise heißt: Man übernimmt Garantie dafür, daß eine bestimmte Menge Wasser von 40° auf 60 oder sogar darüber erwärmt wird. Diese so allgemein gehaltene Garantiebedingung kann doch nur zutreffen, so lange die Gase, die dem Economiser zur Verfügung stehen, überhaupt so viel Wärme enthalten, wie dazu erforderlich ist, um die bestimmte Wassermenge um etwa 60° oder noch mehr zu erwärmen. Hiervon hat man noch 10 bis 15 v. H. für Strahlung, Leitung und Ruß im Economiser selbst abzusetzen, und wenn es sich um gußeiserne Economiser mit sogenannten Kratzervorrichtungen handelt, noch etwa 30 v. H., denn gußeiserne Economiser arbeiten im Durchschnitt höchstens mit einem Nutzeffekt von 50 bis 70 v. H.

Die durch die Kratzeröffnungen eintretende kalte Luft, die die Gasmenge bis zum Economiseraustritt um etwa 20 bis 30 v. H. vergrößert, kühlt die Rauchgase um eine entsprechende Wärmemenge ab. Eine einwandfreie Garantiebedingung müßte deshalb etwa lauten:

Die Erwärmung von 50001 um 60° kann nur erreicht werden, wenn der Nutzeffekt der Kesselanlage einschließlich Ueberhitzer höchstens 60 bis 65 v. H. beträgt. Ist der Nutzeffekt höher, so ist es ausgeschlossen, den Gasen die erforderliche Wärme zu entziehen, ist er niedriger, so kann die Erwärmung höher sein.

Für die Praxis ist es natürlich schwierig, mit dem Nutzeffekt der Kesselanlage zu rechnen, deshalb habe ich vor Jahren in der Zeitschrift für Dampfkessel- und Maschinenbetrieb schon vorgeschlagen, den Kohlensäuregehalt der Rauchgase beim Eintritt in den Economiser für die Garantiebedingungen zugrunde zu legen. Der Kohlensäuregehalt gibt Aufschluß über den Nutzeffekt der Kesselanlage, und es läßt sich aus dem Kohlensäuregehalt und der Rauchgastemperatur beim Eintritt und Austritt des Economisers die Wärmemenge errechnen, die dem Economiser zur Verfügung steht. Ich möchte aber bei dieser Gelegenheit auch darauf aufmerksam machen, daß nur

die Messungen beim Eintritt und Austritt des Economisers, im Hauptfuchs maßgebend sein können, denn Temperaturmessungen im Economisergehäuse selbst, wie sie hier und da vorkommen, sind nur dazu angetan, ganz falsche Versuchsresultate zu ergeben.

Hiermit komme ich zur Beleuchtung einzelner Fälle. Mir liegt ein neuer Prospekt vor, auf dessen Rückseite eine Rentabilitätsberechnung dahingehend aufgemacht wird, daß sich ein Apparat bei Tag- und Nachtbetrieb in sieben Monaten, bei Tagbetrieb in 14 Monaten bezahlt macht. Solche Berechnungen sind irreführend. Es heißt in dem Prospekt, daß bei 200 m2 Economiserfläche 6000 1 Wasser um 70° bei einem Kohlensäuregehalt der Rauchgase von 11 v. H. und einem Nutzeffekt der Kesselanlage von 67 v. H. stündlich vorgewärmt wer den. Das würde einer stündlichen Wärmeaufnahme von 6000 · 70 2100 WE pro m2 Heizfläche entsprechen.

200

Abgesehen davon, daß ich bisher überhaupt noch keinen guẞeisernen Economiser gesehen habe, der bei 300°C Abgastemperatur der Rauchgase und natürlichem Schornsteinzug pro m2 Economiserheizfläche stündlich 2100 WE aufnehmen kann, ist auch leicht zu beweisen, daß eine Erwärmung um 70° bei 11 v. H. Kohlensäure und 67 v. H. Nutzeffekt technisch unmöglich ist. Bei einer Kohle von 7500 WE Heizwert werden, um 6000 kg Wasser bei 67 v. H. Nutzeffekt zu verdampfen, 700 kg Kohlen pro Stunde verbrannt. 1 kg Kohle von 7500 WE und 11 v. H. Kohlensäure gibt 4,6 WE pro Grad C, mithin ergeben 700 kg bei einer Temperaturerniedrigung von 300 auf 165 ° 700 - (300 165) 4,6 434700 WE. Hierbei ist Bedingung, daß das Economisergehäuse vollkommen dicht ist, denn ich nehme sowohl vor wie hinter dem Economiser 11 v. H. Kohlensäure an. Von diesen 434 700 WE gehen 10 bis 15 v. H. für Strahlung und Leitung ab, ich nehme nur 10 v. H., so daß dem Economiser noch 391230 WE zur Verfügung stehen.

Hieraus ist ersichtlich, daß der allerbeste Economiser nicht imstande ist, unter den gegebenen Verhältnissen 60001 Wasser um 70 ° C zu erwärmen, denn 6000 - 70 ergibt 420000 WE, also mehr Wärme, wie dem Economiser überhaupt zur Verfügung stand. Bei gußeisernen Economisern von etwa 200 m2 Heizfläche würde der Kohlensäuregehalt der Rauchgase, wenn er beim Eintritt 11 v. H. betragen hätte, beim Austritt nur höchstens noch

Den Preis einer guten Steinkohle darf man auch nicht im Mittel in Deutschland mit 22 M annehmen, sondern wenn man schon sehr hoch rechnet und eine sehr gute Kohle annimmt, so ist 20 M schon hoch genug.

Mithin würden im Jahre 400 20 8000 M an Kohlen gespart. Wie aber die Economiserlieferantin einen Economiser von 200 m2 Heizfläche einschl. aller Zubehörteile, Einmauerung und betriebsfertiger Aufstellung für 7800 M liefern will, muß sie jedem Reflektanten im Einzelfalle vorrechnen. Nach meinem Dafürhalten ist das ausgeschlossen, selbst wenn der Economiserlieferant weit unter den Selbstkosten liefern will. Es führt somit Reflektanten auf Economiser irre, wenn eine Rentabilitätsberechnung aufgestellt wird, daß sich ein gußeiserner Economiser in sieben Monaten bei Tag- und Nachtbetrieb bezahlt machen soll. Er macht sich vielleicht nach meinen auf diesem Gebiete gemachten Erfahrungen in etwa 212 bis 3 Jahren bezahlt, wenn sonst keine Betriebsstörungen auftreten, und der Apparat in der Zwischenzeit nicht gereinigt werden muß.

In einem anderen Falle werden zwei wesentlich voneinander abweichende Rentabilitätsberechnungen gegeben. Ich stelle beide Berechnungen gegenüber und füge der Uebersichtlichkeit halber nochmals die vorstehende Rentabilitätsberechnung als III. an.

I

Heizfläche, dann würde er pro Quadratmeter Heizfläche

6000·47=

282000 1410 WE aufgenommen haben. 200 Dies würde dann noch immer nicht der Wirklichkeit entsprechen, denn mir vorliegende Versuche von Kesselvereinen ergeben noch nicht so hohe Zahlen. Immerhin wären es nur Versuchszahlen von einem mehrstündigen Versuch herrührend; es ist sehr zweifelhaft, ob während eines Jahres die Erwärmung im Mittel dieselbe bleibt. In der Praxis kann man wenigstens feststellen, daß bei Economisern, namentlich gußeisernen, wenn sie erst anfangen sich im Innern voll Schlamm zu setzen, die Wärmeaufnahme ganz bedeutend schon im ersten Jahre nachläßt. Lasse ich aber eine Erwärmung von im Mittel um 47° bestehen, so sieht die Rentabilitätsberechnung ganz 6000 - 47 anders aus, 56 kg, mithin werden in 7500·0,67 300 Tagen 56 24 300 etwa 400 t pro Jahr gespart.

Bei den Rentabilitätsberechnungen I und II ist der Heizwert der Kohle nicht angegeben. Es heißt nur, von der verfeuerten mittleren Steinkohle werden 4800 WE nutzbar gemacht. Eine mittlere Steinkohle gibt 7500 WE, und wenn 4800 WE nutzbar gemacht werden, so würde das gleichbedeutend mit einem Nutzeffekt von 64 v. H. der Kesselanlage sein, und einem Kohlensäuregehalt der Rauchgase von höchstens etwa 10 v. H. entsprechen.

Dieselbe Rechnung wie bei Rentabilitätsberechnung Ill ergäbe im Mittel für gußeiserne Economiser eine Erwärmung um etwa 50°, und wenn der Economiser 8000 · 50 =400000 WE aufnehmen würde, so ergäbe dies eine Wärmeaufnahme von 2000 WE pro m2, was in einem gußeisernen Economiser unter sonst normalen Verhältnissen zu erreichen unmöglich ist, siehe Zusammenstellung einiger Versuchsresultate, ausgeführt von DampfkesselUeberwachungsvereinen an gußeisernen Economisern bei

natürlichem Schornsteinzuge.