XXXI. Ueber die Dampfmaschinen und vergleichende Versuche mit verschiedenen Systemen derselben; von Emil Koͤchlin. Aus dem Bulletin de la Société industrielle de Mulhausen, No. 42 u. 43. Koͤchlin, uͤber die Dampfmaschine und deren verschiedene Systeme. Der große Unterschied, welcher zwischen den gegenwaͤrtig gebraͤuchlichen Systemen von Dampfmaschinen Statt findet, und besonders die Verschiedenheit der Meinungen uͤber die Leistungen einer jeden von ihnen haben mich bewegen, die Aufmerksamkeit der Muͤlhauser Industriegesellschaft auf diesen so interessanten Gegenstand zu lenken. Seit der Gebrauch der Dampfmaschinen in den Fabriken verbreitet ist, hat man viel uͤber sie geschrieben, aber man kennt nur wenige gute Werke, und gar kein vollstaͤndiges; und man wundert sich mit Recht, daß in unserem Jahrhundert ein so anziehender Gegenstand, gewisser Maßen die Seele der Industrie, noch so wenig begruͤndet, und nicht das vornehmste Ziel der Forschungen der Physiker ist. Die Zahl der in verschiedenen Industriezweigen angewandten Dampfmaschinen steigt fortwaͤhrend, und der Fabrikant, welcher gewoͤhnlich nicht die erforderlichen wissenschaftlichen Kenntnisse besizt, sollte ein Werk zu Rathe ziehen koͤnnen, welches ihm das System andeutete, das sich zu seinem Zweke am besten eignet; der Verfertiger der Maschine selbst sollte einen Fuͤhrer haben, welcher ihm das beste, in jedem Falle anzuwendende System bezeichnete; aber beide werden dieß heut zu Tage sehr schwer finden. Unter den die Dampfmaschinen behandelnden Werken findet man sehr wenige Originale; die meisten sind aus anderen Schriften zusammengetragen, oder von den Erfindern eines Systems geschriebene Abhandlungen, um dessen Vollkommenheit zu zeigen. In lezteren herrscht eine außerordentliche Parteilichkeit, und uͤberhaupt enthalten fast alle Werke Theorien, welche entweder bloß auf Rechnung oder auf Versuche gegruͤndet sind, deren Mehrzahl in zu kleinem Maaßstabe ausgefuͤhrt wurde, als daß man Vertrauen darauf haben koͤnnte. Mein Endzwek ist es nun gewesen, die verschiedenen in unserem Departement angewandten Systeme von Dampfmaschinen durch so einfache Rechnungen als moͤglich zu vergleichen, indem ich mich auf die im Großen durch verschiedene Physiker und durch unsere Société industrielle gemachten Erfahrungen stuͤzte. Die Versuche, welche die Société industrielle bis jezt gemacht hat, bezwekten, den Nuzeffect einiger Maschinen vermittelst des Prony'schen Zaumes aufzufinden, um darzuthun, ob diese Maschinen die Kraft gaͤben, welche die Erbauer derselben versprochen hatten; ohne jedoch auf das Verhaͤltniß der theoretischen zur wirklich ausgeuͤbten Kraft zu achten, noch auf die Groͤße der Kraft, welche man im Verhaͤltnisse zum angewandten Brennmaterial erhielt. Andere Beobachtungen wurden zur Vergleichung verschiedener Dampferzeuger angestellt, um zu beurtheilen, wie viel man bei jedem von ihnen mit 1 Kilogr. Kohle Wasser zu verdampfen vermag. Man ist so zu ziemlich sicheren Angaben uͤber die Dimensionen der Kamine, Roͤste, Feuerzuͤge u.s.w. gelangt, uͤber welche die Theorien eben so verschieden als dunkel waren. Demnach haben diese Versuche schon große Dienste geleistet. Allein es bleibt noch viel zu thun uͤbrig, um vollkommenes Licht uͤber diesen Gegenstand zu verbreiten, und es ist zu wuͤnschen, daß die Société industrielle nicht muͤde werde, diese Untersuchungen mehr und mehr zu ermuthigen. §. 1. Von ungefaͤhr 55 Maschinen, welche in unserem Departement sich befinden und die Kraft von etwa 1000 Pferden vereinigen, ist die Mehrzahl von mittlerem Druke nach Woolf's System; nur 9 sind von niederem Druke nach Watt; 3 sind von hohem Druke, wovon 2 von Saulnier und eine von Cavé; eine Maschine ist von Aitken und Steel, mit mittlerem Druke und 3 Cylindern, und eine Maschine ist von mittlerem Druke mit doppeltem Balancier, welches System von Hrn. Roentgen in Rotterdam erfunden, und in Frankreich den HH. André Koͤchlin und Comp. patentirt wurde. Die Wools'schen Maschinen haben bisher die besten Dienste geleistet, und werden noch jezt am haͤufigsten gewaͤhlt, wenn man Dampfmaschinen in unserem Lande einfuͤhrt. Noch sind indeß die Vorzuͤge dieser Maschinen nicht allgemein anerkannt, weil sie an vielen Orten die Ersparniß an Brennmaterial nicht geben, welche man davon erwarten sollte; die meisten sind zu sehr (mit Dampf) uͤberladen, gehen mit viel staͤrkerem Druke, als sie haben sollten, und bieten folglich keinen Vortheil vor den Maschinen mit niederem Druke dar, welche nicht uͤberladen sind. Es ist zu bemerken, daß die Maschinen unseres Departements im Allgemeinen bis auf sehr wenige eine betraͤchtliche Menge Brennstoff verzehren, naͤmlich 8 bis 10 Kilogr. stuͤndlich fuͤr jede Pferdekraft, waͤhrend man in England allenthalben fuͤr eine Woolf'sche Maschine nur 3 Kilogr. als nothwendig rechnet, wie es die englischen und selbst franzoͤsischen Maschinenbauer versprechen. Dieß ist aber ein Resultat, zu welchem man im Elsaß noch nirgends gelangt ist, selbst bei solchen Maschinen, die aus England kamen, durch englische Arbeiter aufgestellt wurden, und deren Kamine, Oefen u.s.w. nach englischen Planen ausgefuͤhrt wurden, obgleich die Kohle durchschnittlich so gut ist, als die englische. Andererseits darf man sich aber auch nicht wundern, wenn wir mit unseren Maschinen im Allgemeinen viel Brennmaterial verbrauchen; die meisten arbeiten naͤmlich in Spinnereien und sind schon 8 bis 10 Jahre alt. Sie verzehren durchaus in diesem Augenblike mehr Brennmaterial, als im Anfange ihres Ganges. Die Ursache davon ist sehr einfach; eine Maschine z.B., welche fuͤr eine Spinnerei von 10,000 Spindeln errichtet wurde, war damals stark genug; allein man machte seit jener Zeit große Verbesserungen in der Spinnerei, und die Spindeln erzeugen im Allgemeinen jezt 1/3 bis 1/2 mehr; die noͤthige Kraft, um eine vervollkommnete Spinnerei in Bewegung zu sezen, muß also auch viel groͤßer seyn. Daher koͤmmt es, daß man gezwungen ist, bei vielen Maschinen den Druk so sehr zu steigern, denn eine große Zahl Woolf'scher Maschinen geht mit 4, 4 1/2 und 5 Atmosphaͤren, anstatt 2 1/2, fuͤr welche sie construirt worden sind. Wenn man nun mit 4 1/2 statt 2 1/2 oder (wenn man den Druk der Luft einrechnet) mit 5 1/2 statt 3 1/2 Atmosphaͤren arbeitet, und der Dampfcylinder der naͤmliche bleibt, so wird man auch ein in dem Verhaͤltnisse von 5 1/2 zu 3 1/2, betraͤchtlicheres Gewicht Wasser oder Kohle beduͤrfen, d.h. eine Maschine, welche mit 2 1/2 Atmosphaͤren arbeitend, z.B. 35 Cntr. Kohle des Tages verbrannte, wird (35 × 5 1/2)/(3 1/2) = 55 Cntr. verbrennen, wenn sie mit 4 1/2 Atmosphaͤren zu gehen gezwungen wird. §. 2. Die Hauptbedingungen, auf welche man zu achten hat, um verschiedene Systeme von Dampfmaschinen zu vergleichen, sind: 1) der Ankaufspreis; 2) die Unterhaltungskosten; 3) der Verbrauch an Brennmaterial. Von diesen 3 Bedingungen ist die erste die minder wichtigste, weil die Anschaffungskosten fuͤr verschiedene Systeme wenig unter sich abweichen, und weil in vielen Faͤllen die Ersparniß, welche man von dieser Seite machen kann, andererseits durch die Unterhaltungskosten wieder aufgewogen wird. Wir werden uns daher fuͤr jezt nur mit den beiden lezten Bedingungen beschaͤftigen. §. 3. Wir wollen zuerst den Brennstoffverbrauch betrachten, und vor Allem die folgende Frage untersuchen: Ist die Waͤrmemenge, welche der Dampf in sich schließt, bei verschiedenen Pressionen veraͤnderlich oder constant? Ueber diese Frage wurden schon von mehreren Physikern Versuche angestellt. Nach Southern ist die gebundene (latente) Waͤrme (d.h. diejenige, welche noͤthig ist, um Wasser von 100° C. in Dampf von 100° zu verwandeln) constant und gleich 550°; die gesammte, in dem Dampfe enthaltene Waͤrmemenge waͤchst aber um die Groͤße, um welche die Temperatur sich erhoͤht. Wenn z.B. Dampf von 100° C. 650 Waͤrmeeinheiten enthalten wuͤrde, so wird er bei 122° C. 672 Einheiten enthalten. Dieses Gesez wird von den englischen und vielen franzoͤsischen Schriftstellern angenommen. Allein nach den Versuchen des Hrn. Despretz und denjenigen der HH. Clément und Désormes (welche sie in einer Abhandlung unter dem Titel Théorie des machines a feu etc., die in der Akademie der Wissenschaften 1819 vorgetragen wurde, veroͤffentlichten) waͤre die gesammte, in dem Dampfe enthaltene Waͤrme constant und gleich 650 Einheiten fuͤr alle zusammengehoͤrigen Temperaturen und Pressionen; die gebundene Waͤrme aber, welche durch den Thermometer nicht angezeigt wird, waͤre veraͤnderlich. Bei Dampf von 100° waͤre z.B. die gebundene Waͤrme 650 – 100 = 550°, und bei solchem von 122° waͤre sie 650 – 122 = 528°. Hr. Despretz, welcher dieselben Resultate gefunden hatte, hat seitdem seine Versuche wiederholt, und den Dampf auf hoͤhere Temperaturen als fruͤher gesteigert; er nimmt nun nicht mehr an, daß die Gesammtwaͤrme des Dampfes constant sey; sondern er betrachtet sie als mit der Temperatur zunehmend, so daß die Anzahl der Grade, um welche die Gesammtwaͤrme zunimmt, geringer waͤre als diejenige, um welche die Temperatur waͤchst. Hr. Dulong hat ebenfalls Versuche angestellt, welche ihn zu der Annahme brachten, daß die gesammte Waͤrmemenge mit der Temperatur waͤchst. Die Frage ist demnach noch weit von ihrer Loͤsung, und uͤberzeugendere Versuche abwartend, wollen wir einstweilen dem Geseze von Southern den Vorzug geben, und annehmen, daß die in einer gewissen Menge Dampf enthaltene Waͤrme mit seiner Temperatur zunimmt. §. 4. Beantworten wir jezt die Frage: Ist der zur Umwandlung eines bestimmten Gewichtes Wasser in Dampf noͤthige Brennstoffaufwand groͤßer, um diesen Dampf zu hoher Pression zu erheben, als bloß zu niederer Pression? Der Verbrauch an Brennmaterial muß dieselbe Progression befolgen, wie die im Dampfe enthaltene Waͤrme, und selbst eine groͤßere, weil mit dem Druke die Temperatur, mit der Temperatur die Moͤglichkeit der Abkuͤhlung des Kessels, der Roͤhren etc. zunimmt; aber dieser leztere Umstand ist zu unbedeutend, und wir werden hier nicht weiter davon sprechen. Was die Vergroͤßerung des Brennstoffaufwandes betrifft, der nach dem Geseze von Southern Statt finden soll, so muͤßte man fuͤr einen Druk von 6 Atmosphaͤren, der hoͤchste, welcher gewoͤhnlich angewandt wird, und dessen Temperatur 161° betraͤgt, dem Wasser 550 + 161 = 711° Waͤrme zufuͤhren, und fuͤr eine Atmosphaͤre oder 100° beduͤrfte man nur 550 + 100 = 650°; es besteht demnach ein Unterschied von 711 – 650 = 61° oder 1/11 ungefaͤhr von der fuͤr eine Atmosphaͤre nothwendigen Waͤrme. Diese Differenz ist sehr klein, besonders fuͤr kleine Unterschiede im Druke, und kann in der Praxis als Null betrachtet werden; sie gilt uͤberdieß nur, wenn man Southern's Gesez als wahr annimmt. Die wenigen Versuche, welche man im Großen daruͤber bis jezt gemacht hat, haben gezeigt, daß in der Praxis keine merkbaren Differenzen Statt findenOliver Evans sagt in seinem Manuel du constructeur de machines a vapeur, er habe aus Erfahrung gefunden, daß wenn 4 Schaͤffel Kohlen Dampf von der Tension eine Atmosphaͤre erzeugen, 5 Schaͤffel genuͤgen, um eine doppelte Kraft zu erhalten; es waͤre also 1/4 mehr noͤthig, um Dampf von 2 Atmosphaͤren, als um Dampf von einer Atmosphaͤre zu erzeugen. Er glaubt (S. 94), daß wenn man 8 Schaͤffel zu gleicher Zeit anwendete, so koͤnnte man dieselbe Menge Wasser in Dampf von 8 Atmosphaͤren Druk verwandeln. Er behauptet weiter (S. 97) aus Erfahrung zu wissen, daß die doppelte Brennstoffmenge, welche noͤthig ist, um eine gewisse Kraft in einer Maschine mit niederem Druke zu erzeugen, 16 Mal so viel in einer Maschine mit Expansion und 8 Atmosphaͤren Druk hervorbringt. Dieses Resultat ist jedenfalls bloß in der Einbildung begruͤndet, denn die Rechnungen, mittelst deren er den Vortheil seines Systemes darthut, sind gaͤnzlich falsch. A. d. O., und wir nehmen daher an: daß der Unterschied im Brennstoffverbrauche fuͤr Dampf von verschiedenem Druke als Null betrachtet werden kann, wenn der Unterschied der Pressionen klein ist; daß man ihn aber bei groͤßeren Unterschieden beruͤksichtigen muß. §. 5. Um die verschiedenen Systeme von Dampfmaschinen hinsichtlich des Brennstoffverbrauches zu vergleichen, muͤßte man ausmitteln, wie viel wirksame Kraft eine gewisse Gewichtsmenge Kohlen, 1 Kilogr. z.B. in jeder Maschine erzeugt. Dieß ist aber wegen der großen Verschiedenheit her Kohlen und der Mannigfaltigkeit der Dampferzeuger sehr schwer; leztere erzeugen 3 bis 7 Kilogr. Dampf auf 1 Kilogr. Kohle, je nach der Guͤte der Kohle und der guten oder schlechten Construction des Kessels.Nach Hrn. Clément gibt eine Steinkohle von mittlerer Guͤte bei ihrer Verbrennung 6,010 Waͤrme-Einheiten. Nach den Erfahrungen von Hassenfratz kann 1 Kilogr. Kohle 5740 bis 7150 Waͤrme-Einheiten geben oder 5740/650 bis 7150/650 also 8,83 bis 11 Kilogr. Wasser verdampfen, waͤhrend in der Praxis im Mittel kaum 6 Kilogr. Wasser auf 1 Kilogr. Kohle kommen. A. d. O. Solche Differenzen koͤnnen bei Maschinen von gleichem Systeme vorkommen, je nach der Bauart des Kessels, des Manen werkes, der Groͤße des Feuerheerdes, des Rostes, der Feuerzuͤge etc., oder je nachdem der Heerd mit warmer oder kalter Luft gespeist wirdDie Anwendung warmer Luft zum Speisen der Heerde der Dampfkessel bewirkt eine Ersparniß von 20 bis 25 Proc. an Brennstoff. A. d. O. etc. etc. Aus diesen Gruͤnden habe ich vorgezogen, als Anhaltspunkt bei der Vergleichung die Kraft zu nehmen, welche durch ein gegebenes Gewicht Dampf bei verschiedenem Druke und verschiedenen Temperaturen, z. V. von 10 Kilogr. Dampf, erhalten wird. Da wir nach dem Vorhergehenden wissen, daß die Verzehrung von Brennstoff fuͤr einen beliebigen Grad der Temperatur und des Drukes ungefaͤhr dieselbe ist, so repraͤsentiren uns diese 10 Kilogr. eine bestimmte Menge von Brennmaterial. Wir berechnen die durch diese Dampfmenge in jedem Systeme von Maschinen erhaltene Kraft, und werden diese Resultate der Rechnung mit den aus den Versuchen der Société industrielle hervorgehenden vergleichen. Auf diese Art werden wir erfahren, bei welchem Systeme eine gegebene Menge Dampf die groͤßte Wirkung hervorbringt; und dieß ist das Ziel, welches ich mir vorgestekt habe. §. 6. Ehe wir diese Berechnungen beginnen, sind noch mehrere wichtige Punkte zu betrachten, uͤber welche man ganz im Reinen seyn muß, naͤmlich: 1) das Gesez, nach welchem der Druk des Dampfes in den Expansionsmaschinen abnimmt; 2) die Geschwindigkeit, mit welcher die Kolben gehen; 3) der Werth der mechanischen Krafteinheit, welche man Pferdekraft nennt. §. 7. Das Gesez, nach welchem der Druk des Dampfes in den Expansionsmaschinen abnimmt, ist das Mariott'sche Das Gesez, welches Woolf vorausgesezt hat, besteht darin, daß Dampf von dem Druke einer gewissen Anzahl Pfunde auf den Quadratzoll uͤber den atmosphaͤrischen Druk hinaus sich bis zu einem eben so viel Mal groͤßeren Raum ausdehnen kann, als diese Anzahl Pfunde betraͤgt, und dennoch eine dem atmosphaͤrischen Druke gleiche Kraft behaͤlt, wenn die Temperatur sich nicht aͤndert; d.h. also, weil der atmosphaͤrische Druk 14 Pfd. betraͤgt, wenn man Dampf von 20 Pfd. in einen 6 Mal groͤßeren Raum sich ausbreiten laͤßt, so behaͤlt er doch noch 14 Pfd. Druk, was absurd ist. A. d. O. d.h. dieser Druk steht im umgekehrten Verhaͤltnisse mit dem Volum, welches der Dampf durch Expansion einnimmt, wenn die Temperatur die naͤmliche bleibt. Wenn man also eine gewisse Menge Dampf von 4 Atmosphaͤren hat, den Luftdruk eingerechnet, und das Volum dieses Dampfes wird vier Mal groͤßer, so wird sich der Druk 4 Mal verringern, d.h. einer Atmosphaͤre oder dem aͤußeren Luftdruke gleichwerden; dieses jedoch in der Voraussezung, daß die Temperatur die naͤmliche bleibt; allein nach einem durch viele Erfahrungen bestaͤtigten Geseze muß jedes Mal mit dem Druke des Dampfes auch seine Temperatur abnehmen und die urspruͤngliche Temperatur kam nur durch einen neuen Zufluß von Waͤrme wieder hergestellt werden. Die nachfolgende (von der franz. Akademie aufgestellte) Tabelle gibt die den verschiedenen Temperaturen entsprechenden Pressionen an. Tabelle uͤber die Elasticitaͤt des Wasserdampfes. Textabbildung Bd. 62, S. 167 Spannung in Atmosphaͤren; Druk nach Metern der Queksilbersaͤule; Temperatur die dem Druke entspricht, in Centesimalgraden; Druk auf einen Quadratcentimeter Wenn nun mit dem Druke die Temperatur abnimmt, so muß sich der Druk um so viel mehr verringern wegen der Ausdehnung und Zusammenziehung, welche die Temperaturerhoͤhung oder Erniedrigung im Volum des Dampfes hervorbringt. Aus den Versuchen von Dalton und Gay-Lussac geht hervor, daß fuͤr jede Erhoͤhung der Temperatur der Gase um einen Centesimalgrad, ihr Volum um 0,00375 des Volums bei 0° zunimmt, und folglich um eben so viel bei jeder Erniedrigung um einen Grad abnimmt. Um also das Volum zu finden, welches durch ein gewisses Gewicht in Dampf verwandelten Wassers bei einem gegebenen Grade der Temperatur und des Drukes eingenommen wird, muß man nicht allein den Druk, sondern auch die Temperatur beruͤksichtigen. Was den Druk betrifft, so findet man das Volum leicht nach Mariotte's Gesez, wenn man das bei 100° oder dem atmosphaͤrischen Druk eingenommene Volum kennt. Hinsichtlich der Temperatur vermehrt sich das Volum fuͤr jeden Grad um 0,00375 des Volums bei 0°; man kann folglich leicht das Volum finden, welches der Dampf einnimmt. Dieß gilt fuͤr Dampf, der in Verbindung mit dem Wasser steht, welches ihn bildete, z.B. solchen in Dampfkesseln, der den Raum bis zur Saͤttigung erfuͤllt. Betrachten wir jezt den vom Wasser getrennten Dampf: wenn man eine gewisse Menge von dem ihn erzeugenden Wasser abgesonderten, gesaͤttigten Dampfes hat (dessen Temperatur und Druk naͤmlich nach obiger Tabelle correspondiren), und man erhoͤht die Temperatur, so ist der Druk, den man erhaͤlt, nicht derjenige, welcher der neuen Temperatur entspricht, sondern bloß der, welcher der Vergroͤßerung des Volums entspricht, welche durch die Differenz zwischen der urspruͤnglichen und neuen Temperatur, und die dadurch erfolgte Ausdehnung hervorgebracht wird; denn der Raum waͤre nun nicht mehr mit Dampf gesaͤttigt. Wenn man die Temperatur einer gewissen Menge gesaͤttigten, vom Wasser getrennten Dampfes vermindert, so muß der Druk abnehmen, bis er der neuen Temperatur entspricht; der Raum bleibt noch mit Dampf gesaͤttigt, und ein Theil des Dampfes wird verdichtet. Wuͤrde man dagegen das Volum des gesaͤttigten und vom Wasser getrennten Dampfes vergroͤßern, ohne Waͤrme hinzuzufuͤgen, so muß die Temperatur nach dem, was wir eben gesehen haben, abnehmen, bis sie dem neuen Druke entspricht, und der Druk wird nach Mariotte's Gesez abnehmen, und uͤberdieß noch um die aus der Zusammenziehung, welche durch das Fallen der Temperatur entsteht, entspringende Groͤße; dieß ist der Fall bei den Expansionsmaschinen. Wir nehmen daher an, daß das Gesez, welches der Druk des Dampfes in den Expansionsmaschinen befolgt, das Mariott'sche, in Verbindung mit dem Geseze der Ausdehnung und Zusammenziehung des Dampfes durch die Erhoͤhung oder Erniedrigung der Temperatur ist. Ich bin hier im Widerspruche mit allen Berechnungen uͤber die theoretische Wirkung der Dampfmaschinen, wobei die Schriftsteller immer vorausgesezt haben, daß die Temperatur des Dampfes bei seiner Ausdehnung auf dem urspruͤnglichen Grade erhalten bliebe; ich wage aber nicht zu glauben, daß die durch Vergroͤßerung des Volums verlorene Waͤrme, welche sich bisweilen bis auf 50° belaͤuft, waͤhrend eines Auf- oder Niederganges des Kolbens schnell genug wieder durch die Waͤrme, welche die Waͤnde des Cylinders dem Dampfe abzugeben vermoͤgen, ersezt werden kann. §. 8. Um der Erniedrigung der Temperatur und folglich einer groͤßeren Verminderung des Drukes vorzubeugen, versieht man gewoͤhnlich die Dampfcylinder, besonders bei Maschinen mit mittlerem Druke, mit einem Mantel, in welchen der Dampf aus dem Kessel tritt, bevor er im Cylinder selbst zur Wirkung kommt; allein diese Maßregel scheint deßwegen nicht genuͤgend zu seyn, weil der Dampf im Mantel uͤber eine im Verhaͤltniß zu seinem Volum sehr große Flaͤche verbreitet ist; der Mantel ist also ein Abkuͤhlungsmittel fuͤr den Dampf, wodurch nothwendig ein großer Verlust entstehen muß. Bei einer Woolf'schen Maschine von 20 Pferdekraͤften z.B. betraͤgt die Manteloberflaͤche ungefaͤhr 7 Quadratmeter, wovon jeder in der Stunde 2,5 Kilogr. Dampf condensirt; in 14 Stunden wird also dadurch ein Verlust von 245 Kilogr. Dampf oder etwa 50 Kilogr. Kohle bewirkt. Es duͤrfte daher vorzuziehen seyn, den Dampf aus dem Kessel direct in den Cylinder zu leiten und in den Mantel nur Luft zu bringen, welche ein eben so schlechter Waͤrmeleiter als Dampf ist, und diese Luft hoͤchstens durch anfangs eingelassenen Dampf zu heizen. Die HH. Schlumberger, Koͤchlin und Comp. haben den Mantel ihrer Maschine mit einem zweiten aus Filz umgeben, der uͤberall einige Zoll vom ersten absteht. So ist eine Luftschichte zwischen beiden eingeschlossen, welche die Beruͤhrung der aͤußeren Luft verhindert. Seitdem fuͤhlt man im Maschinenraume auch nicht mehr jene laͤstige Waͤrme, welche bei allen Dampfmaschinen Statt findet, und erspart uͤberdieß einiges Brennmaterial. §. 9. Ueber die Geschwindigkeit, mit welcher die Kolben gehen. In dieser Hinsicht ist zu bemerken, daß der Dampf immer durch Druk wirkt, und unter solchen Verhaͤltnissen das Maximum der Leistung irgend einer Kraft der geringsten Geschwindigkeit entspricht, indem bei irgend einer Geschwindigkeit der Verlust einem Producte aus der Masse des bewegenden Mittels in die beibehaltene Geschwindigkeit gleich ist; da nun die Masse des Dampfes so sehr gering ist, so wuͤrde man ohne großen Verlust, der Theorie nach, die Kolbengeschwindigkeit beliebig vergroͤßern koͤnnen, wenn nicht die Zeit, welche der Dampf zum Ausstroͤmen in die Luft oder zur Condensation braucht, fuͤr die Praxis eine gewisse Geschwindigkeitsgraͤnze festsezte, welche ohne Nachtheil nicht wohl uͤberschritten werden kann. Als vortheilhafteste mittlere Geschwindigkeit wurde durch Erfahrung die von 1 Meter in der Secunde fuͤr einen Kolbenhub von 1 Meter gefunden, was einen Weg von 60 Meter in der Minute ausmacht. Wird der Hub groͤßer, so laͤßt man den Kolben einen verhaͤltnißmaͤßig groͤßeren Weg zuruͤklegen; man hat aber hiefuͤr keine fixe Regel. Textabbildung Bd. 62, S. 170 Hubhoͤhe in englischen Fußen; Anzahl der Hube; Engl. Fuße in einer Min. durchlaufen Nach dieser Tabelle, welche die Geschwindigkeit der Kolben je nach der Hubhoͤhe gibt, richten sich im Allgemeinen die englischen Maschinisten. Wir werden bei allen unseren Rechnungen eine Geschwindigkeit von 1 Meter in der Secunde annehmen. §. 10 u. 11. Der Werth der mechanischen Krafteinheit, welche man Pferdekraft nennt. Man ist hierin sehr wenig uͤbereinstimmend. Indessen nimmt man seit einiger Zeit in Frankreich ziemlich allgemein 75 Kilogr. 1 Meter hoch in der Secunde gehoben als Pferdekraft an, was ungefaͤhr 33,000 engl. Pfunden auf einen engl. Fuß in der Minute gehoben gleichkoͤmmt. Smeaton hatte die Pferdekraft gleich 22,916 engl. Pfunden auf 1 engl. Fuß gehoben gefunden. Watt und Boulton nahmen sie zu 32,000 engl. Pfunden an, und berechneten ihre Maschinen fuͤr 44,000 Pfd., also 1/3 hoͤher, als die Kraft, mit der sie gehen sollten. In Frankreich berechnet man sie allgemein zu 100 Kilogr. auf 1 Meter in der Secunde gehoben. Wir werden bei allen unseren Rechnungen 75 Kil. auf 1 Meter gehoben annehmen. §. 12. Maschinen mit niederem Druke. Die zu verdampfende Wassermenge betraͤgt 10 Kilogr. in der Minute; der Druk des Dampfes 1/4 Atmosphaͤre uͤber den gewoͤhnlichen Luftdruk, oder 1,033 + 1,033/4 = 1,3 Kilogr. auf den Quadrat-Centimeter Oberflaͤche. Da Dampf von 100° einen 1700 Mal groͤßeren Raum einnimmt, als das Wasser, welches ihn erzeugte, so wuͤrden die 10 Kil. oder 10 Liter 17,000 Liter einnehmen', wenn der Druk gleich dem atmosphaͤrischen waͤre; da derselbe aber 1,3 Kilogr. statt 1,033 betraͤgt, so wird der eingenommene Raum nur 17,000 (1,03/1,3) = 13,470 Litern oder Kubikdecimetern gleich seyn, im Falle die Temperatur von 100° bliebe; da jedoch die Temperatur bei dieser Elasticitaͤt ungefaͤhr 106° ist, so wird das Volum im Verhaͤltnisse der Ausdehnung groͤßer seyn, welche die Gase durch Temperaturerhoͤhung erleiden. Diese Ausdehnung betraͤgt 0,00375 des Volums bei 0° fuͤr jeden Grad des Centesimal-Thermometers; unsere 13,470 Liter werden also 13,470 × (1 + 0,00375 × 106)/(1 + 0,00375 × 100) = 13,470 × 1,3975/1,3750 = 13690 Liter. Folglich verbraucht die Maschine 13,690 Liter oder Kubikdecim. in jeder Minute. Da die Geschwindigkeit des Kolbens 1 Meter in der Secunde oder 600 Dec. in der Minute ist, so ist die Kolbenoberflaͤche 13690/600 = 22,81 Quadratdecim. oder 2281 Quadratcentim. Um den Effect der Maschine zu erhalten, muͤssen wir die Kolbenoberflaͤche mit dem Druk von 1,3 Kil. auf den Quadratcentim. multipliciren; von diesen 1,3 Kilogr. muͤssen wir jedoch den Druk abrechnen, welcher noch im Condensator bleibt; wir sezen diesen gleich 1/10 Atmosphaͤre oder 0,1 Kilogr. auf den □ Centim.Der Druk von 1/10 Atmosphaͤre im Condensator ist derjenige, welcher in gutgebauten Maschinen Statt findet, obgleich das aus dem Condensator kommende Wasser niemals eine Temperatur uͤber 40° hat, und der dieser Temperatur entsprechende Druk nach Dalton's Tabelle nur etwa 1/14 Atmosphaͤre betraͤgt; man muͤßte auch in der Praxis hiezu gelangen, wenn der Dampf mit dem Wasser lange genug in Beruͤhrung bliebe, wenn die Menge des kalten Wassers hinreichend waͤre, und wenn nicht immer eine große Quantitaͤt Luft im Wasser sich befaͤnde, die sich nicht condensirt. In vielen Maschinen (besonders Woolf'schen) betraͤgt der Druk im Condensator 1/7 bis 1/6 Atmosphaͤre, wenn die Maschinen uͤberladen sind, und mit viel groͤßerem Druke arbeiten, als wofuͤr sie berechnet sind; dann werden der Condensator die Luft- und besonders die Kaltwasserpumpe im Verhaͤltnisse der zu condensirenden Dampfmenge zu klein; dieß geschieht aber nie in einer gut geregelten und proportional gebauten Maschine. Ueberdieß ist es bei den uͤberladenen Maschinen, welche nur bis auf 1/6 condensiren, leicht, die Kaltwasserpumpe mit einer staͤrkeren zu vertauschen, was gewoͤhnlich hinreicht, um gut zu condensiren. A. d. O. Der Druk, mit dem sich der Kolben bewegt, ist also 1,3 – 0,1 = 1,2 Kilogr. auf den □ Centim., was mit den 2281 □ Centim. Oberflaͤche multiplicirt einen Gesammtdruk von 2737,2 Kilogr. gibt, wozu die Geschwindigkeit von 1 Meter in der Secunde gehoͤrt; und da die Pferdekraft 75 Kilogr. auf 1 Meter gehoben betraͤgt, so geben uns die 2737,2 Kilogr. 36,5 theoretische Pferdekraͤfte. §. 13. Wenn in derselben Maschine ein Druk von 1/2 Atmosphaͤre uͤber den gewoͤhnlichen Luftdruk Statt faͤnde, oder ein Druk von 1,033 + 1,033/2 = 1,55 Kilogr. auf den □ Centim., so berechnet sich ihr Effect zu 37,8 theoretischen Pferdekraͤften. §. 14. Bei dieser Berechnung habe ich die Absperrung nicht beruͤksichtigt, welche bei allen Maschinen mit niederem Druk Statt findet, und die daher koͤmmt, daß die Schieber oder Haͤhne, welche den Zutritt des Dampfes in den Cylinder regeln, sich etwas fruͤher schließen, als der Kolben am Ende des Laufes anlangt, und besonders noch daher, daß die Dampfoͤffnung immer kleiner wird, bis sie endlich gaͤnzlich verschlossen ist, also die Quantitaͤt Dampf, welche in den Cylinder treten kann, sich gegen das Ende des Hubes sehr vermindert. Da sich indessen die Geschwindigkeit des Kolbens gegen das Ende seines Hubes ebenfalls in ungefaͤhr gleichem Verhaͤltnisse vermindert, so kann man die Statt findende Absperrung als Null betrachten. Dieß hat uͤberdieß auf den mittleren Druk, welcher auf den Kolben wirkt, sehr wenig Einfluß, und da derselbe Umstand bei allen Systemen vorkoͤmmt, so kann man ihn bei einer Vergleichung der Systeme außer Acht lassen. §. 15. Maschinen mit mittlerem Druk. Woolf's System. Der Dampf tritt hier mit 2 1/3 Atmosphaͤren Druk uͤber den gewoͤhnlichen der Luft ein, oder mit 3,615 Kilogr. auf den □ Centim. Oberflaͤche. Er arbeitet zuerst in einem kleinen Cylinder und gelangt von diesem in einen groͤßeren, wo er nochmals durch Expansion wirkt und dann in den Condensator ausstroͤmt. Der Fassungsraum des großen Cylinders ist gewoͤhnlich 3 1/2 Mal groͤßer als der des kleinen. Die zwei Kolbenstangen sind am naͤmlichen Balancier so befestigt, daß der Lauf des kleinen Kolbens kleiner ist als der des großen; wenn die Geschwindigkeit des großen Kolbens 60 Meter in der Minute betraͤgt, ist die des kleinen nur 45 Meter. Unsere 17,000 Liter nehmen hier einen Raum von (17000 × 1,03)/3,615 = 4843 Liter ein, wenn die Temperatur 100° waͤre; da dieselbe aber 140°,7 betraͤgt, so erhalten wir 4843 (1 + 0,00375 × 140,7)/(1 + 0,00375 × 100) = 5380 Liter oder Kubikdecim. Da der kleine Kolben 45 Meter in der Minute durchlaͤuft, so ist die Oberflaͤche desselben 5380/450 = 11,95 □ Decim., und die des großen Kolbens (11,95 × 3,5 × 45)/60 = 31,36 □ Decim. Der Druk auf den kleinen Kolben betraͤgt 3,615, und der Gegendruk, welcher zugleich der Druk auf den großen Kolben ist, wird auf folgende Art gefunden. Wir nehmen an, die Laͤnge der 2 Cylinder sey in 8 Theile getheilt, so daß die Kolben beim Herabsteigen in 9 verschiedenen Lagen betrachtet werden koͤnnen. In der 2ten Lage angelangt haben sie schon 1/8 ihres Laufes zuruͤkgelegt; der Dampf, welcher den kleinen Cylinder erfuͤllte, nimmt also jezt die 7/8 des kleinen und 1/8 des großen (was 3,5/8 des kleinen entspricht) ein; er muß folglich 10,5/8 des urspruͤnglichen Raumes einnehmen, und wenn man den anfaͤnglichen Druk kennt, kann man leicht den der 2ten Stellung zukommenden berechnen; wir suchen aber den mittleren Druk zwischen der ersten und zweiten Lage, und dieser wird nothwendig dem mittleren eingenommenen Raum correspondiren, oder (10,5 + 8)/2 Achtel = 9,25/8 des kleinen Cylinders; dieß ist der Raum, den der Dampf in der Mitte des ersten Theiles des Kolbenlaufes einnimmt = 9,25/8 Fuͤr den 2ten Theil des Laufes findet man = 11,75/8 Fuͤr den 3ten = 14,25/8 Fuͤr den 4ten = 16,75/8 Fuͤr den 5ten = 19,25/8 Fuͤr den 6ten = 21,75/8 Fuͤr den 7ten = 24,25/8 Fuͤr den 8ten = 26,75/8 Wenn man alle diese Raͤume addirt und durch 8 dividirt, so findet man 144/8 oder 18 Achtel des urspruͤnglichen Raumes, welche der Dampf im Mittel einnimmt, und da nach Mariotte's Gesez der Druk im umgekehrten Verhaͤltnisse steht, wenn die Temperatur unveraͤndert bleibt, so wird der Gegendruk (3,615 × 8)/18 = 1,606 Kil. auf den □ Centim.; diesen 1,606 Kilogr. entspricht aber die Temperatur von 112°; folglich wird der Druk Textabbildung Bd. 62, S. 173 auf den □ Centim. Demnach ist der wirkliche Druk auf den kleinen Kolben 3,615 – 1,48 = 2,135 Kilogr. multiplicirt mit der Flaͤche von 1195 □ Centim. = 2551,3 Kilogr.; die Geschwindigkeit dieses Kolbens ist 7,5 Centim. in der Secunde, und er liefert also eine Kraft von 2551,3 Kilogr. auf 75 Centim., oder 1913,47 Kilogr. auf einen Meter in der Secunde gehoben, was 25,51 Pferdekraͤften entspricht. Der Druk auf den großen Kolben betraͤgt 1,48 Kilogr. auf den □ Centim.; der Gegendruk von dem Condensator 0,1 Kilogr.; mithin liefert dieser Kolben, da seine Oberflaͤche 3136 □ Centim. betraͤgt, die Kraft von 57,69 Pferden; also ist der theoretische Gesammteffect dieser Maschine 25,51 + 57,69 = 83,20 Pferdekraͤften gleich. §. 16. Wenn das Verhaͤltniß beider Cylinder dasselbe bleibt, aber Dampf von 3 1/2 Atmosphaͤren angewandt wird, so findet man durch eine aͤhnliche Berechnungsweise wie im vorigen §., daß die 10 Kilogr. Dampf einen theoretischen Effect von 86,51 Pferdekraͤften hervorbringen. §. 17. Nehmen wir unter denselben Verhaͤltnissen einen Druk von 4 1/2 Atmosphaͤren an, so finden wir fuͤr den theoretischen Effect 89,83 Pferdekraͤfte. §. 18. Angenommen das Verhaͤltniß beider Cylinder sey 4 1/2, statt 3 1/21 der Druk 3 1/2 Atmosphaͤren gleich und man macht unter uͤbrigens gleichen Umstaͤnden die Berechnung wie in §. 15, so entziffert sich ein theoretischer Effect von 91,21 Pferdekraͤften. §. 19. Maschine mit mittlerem Druke; System von Aitken und Steel. Bei dieser Maschine wirkt der Dampf in 3 Cylindern, in 2 kleinen bei seinem Austritte aus dem Kessel, und in einem großen, der zwischen den beiden anderen auf gleicher Linie mit ihnen steht, und in welchem er arbeitet, nachdem er bereits in den kleinen gewirkt hat. Alle 3 Kolben haben gleichen Hub, und ihre Stangen sind oben durch ein gemeinschaftliches Querstuͤk verbunden, so daß sie an demselben Punkte alle drei den Balancier bewegen. Der Dampf arbeitet in einem der kleinen Cylinder fortwaͤhrend uͤber, und im anderen fortwaͤhrend unter dem Kolben, so daß die Maschine nicht mehr Dampf verzehrt, als haͤtte sie einen einzigen kleinen Cylinder nach Woolf'scher Art. Waͤhrend der Dampf in einem dieser kleinen Cylinder von Unten wirkt, ist das Obertheil desselben, so wie das Obertheil des großen Cylinders in Verbindung mit dem Condensator, und unterdessen breitet sich der Dampf unter dem großen Kolben und in dem ganzen anderen kleinen Cylinder aus; beim Abwaͤrtssteigen der Kolben tritt gerade der entgegengesezte Fall ein. In diesem Systeme suchte man eine groͤßere Wirkung zu erhalten, indem man den kleinen Kolben gegen den leeren Raum, statt wie in der Woolf'schen Maschine gegen den abgesperrten Dampf wirken ließ. Uebrigens ist die Expandirung auch groͤßer, weil sich der Dampf in den großen und in einem der kleinen Cylinder ausdehnt. Der Dampf verlaͤßt den Kessel mit einem Druke von 2 1/2 Atmosphaͤren oder 3,615 Kilogr. auf den Quadratcentim.; der Fassungsraum des kleineren Cylinders steht zu dem des groͤßeren im Verhaͤltnisse von 1 zu 3 1/2,; die Geschwindigkeit jedes der 3 Kolben ist 1 Meter in der Secunde. 10 Kilogr. Dampf nehmen 5380 Kubikdec. ein; der Kolbenlauf ist 600 Decim. in der Minute, also die Oberflaͤche der kleinen Kolben 5380/600 = 896 □ Cent.; die des großen 3136 □ Cent.; der wirkliche Druk auf den kleinen Kolben ist 3,615 Kilogr. – 0,1 Kilogr. = 3,515 Kilogr., also der Gesammtdruk auf den kleinen Kolben 3,515 × 896 = 3149 Kilogr. auf 1 Met. gehoben oder 42 Pferdekraͤfte. Der zweite kleine Kolben wird in beiderlei Richtungen gleich stark gedruͤkt, weil das Ober- und Untertheil des Cylinders mit einander communiciren; wir haben ihn daher in der Rechnung nicht zu beachten. Im ersten Achtel vom Laufe des großen Kolbens fuͤllt der Dampf, der zuerst den ganzen Raum eines kleinen Cylinders einnahm, noch immer den ganzen kleinen Cylinder und nimmt an Volum zu bis um 1/8 des großen Cylinders, welches 3 1/2 des kleinen gleichkommt; er nimmt also im ersten Achtel des Kolbenlaufes im Mittel (8 + 11 1/2)/2 = 9,75 Achtel Raum ein; berechnen wir nun wie in §. 15 die mittleren Volume des Dampfes fuͤr die ferneren Achtel, addiren sie dann zusammen und dividiren durch 8, so finden wir 176/8 oder 22 Achtel des urspruͤnglichen Raumes, fuͤr denjenigen, welchen der Dampf im Mittel einnimmt; der Druk auf den großen Kolben ist demnach (3,615 × 8)/22 = 1,314 Kilogr. auf den □ Cent., und wenn man die Temperatur von 106°, welche hiezu gehoͤrt, beruͤksichtigt, wird der Druk Textabbildung Bd. 62, S. 175 der Gegendruk auf den großen Kolben ist wieder 0,1; also der effective Druk 1,202 – 0,1 = 1,02 Kilogr. auf den Cent. und 3136 × 1,02 = 3455 Kilogr. auf den ganzen Kolben, was mit der Geschwindigkeit von 1 Met., 46,07 Pferdekraͤfte ausmacht; diese zu den 42 des kleinen Kolbens addirt, geben 88,07 Pferdekraͤfte als theoretische Kraft der ganzen Maschine. §. 20. Maschine mit mittlerem Druke. Roentgen's System mit zwei Balanciers. Diese Maschine unterscheidet sich von der gewoͤhnlichen Woolf'schen dadurch, daß die Kolben der zwei Cylinder auf zwei verschiedene Balanciers wirken, welche selbst wieder zwei Kurbeln treiben, die auf gleicher Welle im rechten Winkel mit einander angebracht sind, so daß der eine der Kolben an der tiefsten Stelle seines Laufes anlangt, wenn sich der andere noch in der Mitte befindet. Die Geschwindigkeiten der Kolben sind gleich groß; die Fassungsraͤume der Cylinder verhalten sich wie 3 : 1; der Dampf verlaͤßt den Kessel mit 2 1/2 Atmosphaͤren Druk oder 3,615 Kilgr. auf den □ Centim. Die 10 Kilogr. nehmen also 5,380 Kubikdec. ein, und da der Kolbenlauf 1 Met. in der Secunde betraͤgt, ist die kleine Kolbenoberflaͤche 896 □ Cent. Da sich die Inhalte wie 1 zu 3 verhalten, so ist also die große Kolbenoberflaͤche 2688 □ Cent. gleich. Der Druk auf den kleinen Kolben betraͤgt immer 3,615 Kilogr.; den Gegendruk findet man wie bei Woolf's Maschine, indem man den Hub in 8 Theile theilt, oder 9 verschiedene Stellungen annimmt. Wenn sich naͤmlich der kleine Kolben ganz oben in seiner ersten Stellung befindet, wirkt auf ihn die ganze Spannung des producirten Dampfes, auf den großen aber, der sich jezt in der Mitte seines Hubs befindet, druͤkt nur sehr ausgedehnter Dampf von 0,39 Kilogr. auf den □ Cent. Sobald die Kolben hinabzusteigen anfangen, vermischt sich der Dampf unter dem kleinen Kolben mit dem uͤber dem großen befindlichen; wir haben 8/8 des kleinen Cylinders mit einem Druke von 3,615 Kilogr., und 4/8 des großen, welche 12/8 des kleinen gleichgelten, von 0,39 Kilogr.; bei ihrer Vermischung geben sie 20/8 mit einem Druk von 1,67 Kilogr. auf den □ Cent. In der zweiten Stellung angelangt, hat der kleine Kolben schon 1/8 des kleinen Cylinders, und der große 5/8 des seinigen zuruͤkgelegt; der Dampf nimmt also 22/8 ein, und sein Druk wird 1,518. Der mittlere Druk im ersten Theile ist also (1,67 + 1,518)/2 = 1,594 im zweiten Theil (1,518 + 1,391)/2 = 1,454 im dritten Theil (1,391 + 1,284)/2 = 1,337 im vierten Theil (1,284 + 1,192)/2 = 1,234 Zwischen der fuͤnften und sechsten Lage aͤndert sich die Sache; der große Kolben faͤngt wieder an zu steigen, und der Dampf, welchen der große Cylinder enthaͤlt, ist in Verbindung mit dem Condensator, so daß der Dampf, der den halben kleinen Cylinder einnahm, gezwungen ist unter den großen Kolben zu gehen, und der Dampf, welcher bei der fuͤnften Stellung im kleinen Cylinder 1,192 Druk hatte, erfuͤllt in der sechsten Stellung 3/8 des kleinen und 1/8 des großen Cylinders, was zusammen 6/8 des kleinen gleichkommt; der Druk wird also jezt (1,192 × 2)/3 = 0,791 und die mittlere Pression im fuͤnften Theil ist (1,192 + 0,794)/2 = 0,993 im sechsten Theil (0,794 + 0,596)/2 = 0,695 im siebenten Theil (0,596 + 0,476)/2 = 0,536 im achten Theil (0,476 + 0,397)/2 = 0,436 Die Summe dieser 8 Pressionen ist 8,283 und gibt mit 8 dividirt 1,035 Kilogr. als mittleren Druk. Der Druk auf den kleinen Kolben ist 3,615, und der Gegendruk 1,035, oder weil dem Lezteren 100° Temperatur entsprechen Textabbildung Bd. 62, S. 177 Der auf den kleinen Kolben wirkende Druk betraͤgt also 3,615 – 0,93 = 2,685 Kilogr.; multiplicirt man diese mit den 896 □ Cent. Flaͤche, so erhaͤlt man 2405 Kilogr. auf 1 Meter gehoben oder 32 theoretische Pferdekraͤfte. Der Druk auf den großen Kolben ist 0,93, und der Gegendruk 0,1, also 0,83 der wirkende Druk. Dieser multiplicirt mit den 2688 □ Cent. Flaͤche, gibt 2231 Kilogr. auf 1 Met. gehoben, oder 29,7 Pferdekraͤfte, die zu den 32 des kleinen Kolbens gefuͤgt, 61,7 Pferdekraͤfte als Gesammteffect der Maschine herausstellen. §. 21. Hochdrukmaschinen ohne Condensation. Bei einer Maschine mit 4 Atmosphaͤren Ueberdruk und ohne Absperrung (d.h. bei welcher die Communication zwischen dem Kessel und dem Dampfcylinder waͤhrend der ganzen Zeit des Kolbenhubes offen ist) betraͤgt der Druk auf den Kolben 5,165 Kilogr., welchem eine Temperatur von 154° C. entspricht; also nehmen die 10 Kilogr. Dampf ein Volum von 3880 Kubikdec. ein; der Kolben legt 600 Dec. in der Minute zuruͤk, die Flaͤche desselben betraͤgt also 647 □ Cent. Da der Dampf nachdem er gewirkt hat, in die Luft ausstroͤmt, so ist der Gegendruk auf den Kolben einer Atmosphaͤre gleich oder 1,03 Kilogr., also ist der wirksame Druk 5,165 – 1,03 = 4,135, welcher mit der Flaͤche von 647 □ Cent. multiplicirt 2675 Kilogr. auf 1 Met. gehoben, oder 35,6 theoretische Pferdekraͤfte als Effect dieser Maschine ergibt. §. 22. Fuͤr dieselbe Maschine, wenn sie mit 5 Atmosphaͤren Ueberdruk und ohne Absperrung geht, findet man 37,8 Pferdekraͤfte. §. 23. Wir sezen voraus dieselbe Maschine gehe mit 4 Atmosphaͤren Ueberdruk und Absperrung beim halben Hube. Der Dampf kommt aus dem Kessel mit 5,165 Kilogr. Druk; die 10 Kilogr. Dampf nehmen also 3880 Kubikdec. ein. Da der Dampf nur waͤhrend einer Haͤlfte des Hubes eintritt, und waͤhrend der anderen Haͤlfte abgeschlossen bleibt, so ist die Flaͤche des Kolbens 3880/600 × 2 = 1294 □ Cent. Um den mittleren Druk auf den Kolben zu finden, theile ich den Lauf wieder in 8 Abtheilungen. In jeder der 4 ersten findet ein Druk von 5,165 Kilogr. Statt; jezt wird der Dampf abgeschlossen und wirkt nur mehr durch seine Expansion; in der fuͤnften Abtheilung ist der mittlere Druk ein Mittel zwischen 5,165 und (5,1654 × 4)/5 = 4,648; auf aͤhnliche Art findet man denselben fuͤr die folgenden Theile. Das Mittel aus allen 8 Pressionen wird 4,382 Kilogr.; die zugehoͤrige Temperatur ist 147° C., folglich wird der mittlere Druk auf den Kolben 4,309 Kilogr., woraus eine theoretische Kraft von 56,5 Pferden erhellt. §. 24. Dieselbe Maschine mit 4 Atmosphaͤren Druk gehend und mit Absperrung bei 1/4 des Hubes liefert nach der Berechnung 66. 76 Pferdekraͤfte. §. 25. Bei einer Maschine mit 3 1/2 Atmosphaͤren Ueberdruk und Absperrung bei 2/7 des Kolbenhubes wird die Kolbenoberflaͤche 2496 □ Cent., der mittlere, wirksame Druk (nach Siebentheilen des Hubes ermittelt) 1,877 Kilogr., folglich der theoretische Effect gleich 62,46 Pferdekraͤften. §. 26. Eine Maschine mit 6 Atmosphaͤren Ueberdruk und Absperrung bei 1/3 des Kolbenhubes liefert nach der Berechnung 74 Pferdekraͤfte. §. 27. Eine Maschine mit 8 Atmosphaͤren Ueberdruk und Absperrung bei 1/3 des Kolbenhubes entspricht 80,26 Pferdekraͤften. §. 28. Wenn der Druk wie vorher 8 Atmosphaͤren betraͤgt, die Absperrung aber schon nach 1/4 des Hubes geschieht, erhaͤlt man 87,18 Pferdekraͤfte. §. 29. Nehmen wir als leztes Beispiel eine Maschine mit einem Cylinder 3 1/2, Atmosphaͤren Druk, mit Absperrung bei 3 1/2 des Hubes und mit Condensation; dabei ist der Gegendruk nur 0,1 Kilogr., und man erhaͤlt 93,41 Pferdekraͤfte. §. 30 und 31. Die Maschine §. 28 wuͤrde mit Condensation gehend, eine Kraft von 106 Pferden liefern. §. 32. Wenn man die erhaltenen Resultate vergleicht, wird man bemerken, daß die Maschinen mit hohem Druke ohne Absperrung ungefaͤhr dieselben Resultate geben, wie die Maschinen mit niederem Druke, d.h. daß eine gleiche Dampfmenge, bei welchem anwendbaren Druk man sie arbeiten laͤßt, ohne Absperrung, ungefaͤhr dieselbe Triebkraft gibt; es kommt dieß daher, daß sich ziemlich in demselben Verhaͤltnisse, in welchem sich der Druk vermehrt, auch der Kolbenquerschnitt vermindert und es wuͤrde in aller Schaͤrfe wahr seyn, wenn sich nicht das Volum des Dampfes zugleich mit der hoͤheren Temperatur vergroͤßerte. Der Vortheil ist durchaus auf Seite der Expansionsmaschinen, weil die Wirkung des Dampfes bei diesem theoretisch betrachtet verlaͤngert, und folglich vergroͤßert ist und man wuͤrde bei denselben den groͤßtmoͤglichen Effect erhalten, wenn man den wirkenden Dampf sich koͤnnte so weit ausdehnen lassen, bis seine Spannung so groß als der Gegendruk ist. §. 33. Man sieht auch, daß bei jeder Art von Maschinen, wenn man den Druk vermehrt, der Effect nicht in gleichem, sondern in weit kleinerem Verhaͤltnisse waͤchst. §. 34. Endlich sieht man, daß die Maschinen mit Absperrung und mit Condensation unter allen den groͤßten Effect geben, gleichviel, ob die Maschine einen, zwei oder drei Cylinder hat. §. 35. Die Resultate, welche wir bisher erhielten, sind rein theoretisch; die Erfahrungsresultate muͤssen nothwendig weit darunter seyn, weil eine Menge von Umstaͤnden den Effect modificirt. Zum Kraftverlust tragen vorzuͤglich bei: 1) die Kolbenreibung; 2) die Entweichung von Dampf neben den Kolben; 3) die zur Einfuͤhrung des Dampfes in die Cylinder erforderliche Kraft; 4) die Abkuͤhlung des Dampfes in den Cylindern; 5) die Kraft, welche zum Oeffnen der Ventile erforderlich ist; 6) die Kraft, welche durch die Reibung der verschiedenen Maschinentheile verloren geht, die zur Fortpflanzung der Kolbenbewegung auf die Schwungradwelle dienen; 7) die Kraft, welche zur Bewegung der Luftpumpe, Kaltwasserpumpe und Speisepumpe erforderlich ist; 8) der Kraftverlust, welcher dadurch entsteht, daß der Dampf nicht mit der vortheilhaftesten Geschwindigkeit wirkt; 9) der Dampfverlust, verursacht durch die Raͤume zwischen den Kolben und dem Ober- und Untertheil der Cylinder; ferner durch die Dampfwege von den Buͤchsen bis zu den Cylindern, welche sich bei jedem Kolbenschlag ganz unnuͤzer Weise mit Dampf fuͤllen. 10) Verlust entsteht endlich auch durch etwas zu zeitige Absperrung des Dampfes, wenn der Kolben noch nicht am Ende seines Hubes angelangt ist. §. 36. Noch ein Verlust entsteht bei allen Maschinen dadurch, daß der Druk im Kessel immer groͤßer seyn muß, als im Cylinder, theils damit der Regulirungshahn seine Wirkung thun kann, theils auch, damit die Maschine sich nicht im Gange verzoͤgert, wenn man den Rost reinigt oder von Neuem beschikt, in welchem Augenblike der Druk immer etwas geringer wird. Die Absperrung, welche jener Hahn bewirkt, kann bei nachlaͤssig besorgten Maschinen oft sehr stark werden, und wenn die Schiebventile nur einiger Maßen schlecht geregelt sind, kann der Druk im Cylinder weit unter dem im Kessel stehen. Hr. Maurin, Capitain beim koͤnigl. Artilleriekorps, theilt in seinem Compte rendu d'une mission dans les fonderies d'artillerie Versuche mit, welche er an der Dampfmaschine der Gießerei von Donai angestellt hat. Sie ist eine Woolf'sche in Chaillot erbaute Maschine, die aber wie es scheint sehr schlecht regulirt war; denn er fand, daß der Mitteldruk auf den Kolben nur 0,5945 des Drukes im Kessel war. Diese Differenz schien mir unglaublich und ich brachte daher ein Manometer an der Dampfbuͤchse des kleinen Cylinders unserer Maschine an, welche ebenfalls nach Woolf's System, aber von den HH. Risler und Dixon gebaut ist, und 18 Pferdekraͤfte liefert. Der Dampf unseres Kessels hat 4 3/4 Atmosphaͤren Ueberdruk. Ich fand, daß der Druk in unserer Dampfbuͤchse von 4 1/2 Atmosphaͤren (darauf haͤlt er sich nur einen Augenblik) auf 4 schwankt und sich am Laͤngsten auf beilaͤufig 4 1/4 erhielt. Dieß geschieht, wenn der Hahn nur etwa zu 7/8 geoͤffnet ist. Oeffnet man ihn ganz, so schwankt das Queksilber weniger und haͤlt sich nahe auf 4 1/2. Mein Queksilbermanometer war ein solcher mit comprimirter Luft und ich konnte die Veraͤnderung des Drukes, obwohl sie sehr schnell vor sich ging, gut beobachten. Da die Communication der Buͤchse mit dem Cylinder ungefaͤhr drei Mal so groß als die Oeffnung des Regulirhahns ist, so glaube ich nicht, daß der Druk im Cylinder geringer ist als in der Buͤchse, so daß man annehmen kann, daß der kleine Cylinder unserer Maschine mit 4 1/4 Atmosphaͤren statt mit 4 3/4 arbeitet, oder daß der Dampf ungefaͤhr 1/11 seiner Spannung verliert, welcher Verlust wohl bei allen Maschinen Statt finden duͤrfte. §. 37. Alle Verluste an Kraft, welche ich oben anfuͤhrte, koͤnnten berechnet und bestimmt werden; aber die Resultate sind so vielen Umstaͤnden unterworfen, welche sie ganz und gar abaͤndern koͤnnen, daß diese Berechnungen, so genau sie uͤbrigens gefuͤhrt werden moͤgen, niemals alle Umstaͤnde umfassen wuͤrden; deßwegen verlaͤßt man sich gewoͤhnlich bei dem Bau der Maschinen nicht bloß auf diese Berechnungen, sondern man nimmt ein aus der Erfahrung und genauer Untersuchung der Maschinen gezogenes Verhaͤltniß zwischen der theoretischen Kraft und dem Nuzeffect an. Dieses Verhaͤltniß muß natuͤrlich mit der Vollkommenheit ihrer Ausfuͤhrung, mit der Art der Unterhaltung und mit der Groͤße der Maschine sich aͤndern, weil der Verlust an Kraft und der passive Widerstand kaum wie das Quadrat der Dimensionen, das Dampfvolum aber, oder die Kraft der Maschine, wie der Kubus derselben waͤchst, woher es auch koͤmmt, daß große Maschinen vortheilhafter als kleine sind. Ich theile hier nach Poncelet (Cours de mécanique appliquée aux machines, fait a l'école de Metz) die Verhaͤltnisse zwischen der theoretischen Kraft der Maschinen und ihrem reinen Nuzeffecte mit. Kraft der Maschinen   Unterhaltung der Maschinen. in Pferden zu 75 Kilogr. In sehr gutem Zustand. In gewoͤhnlichem Zustand.        (Fuͤr Watt'sche Maschinen)   4 bis   8        0,50        0,42 10  –   20        0,56        0,47 30  –   50        0,60        0,54 60  – 100        0,65        0,60        (Fuͤr Woolf'sche Maschinen)   4 bis  8        0,33        0,30 10  –   20        0,42        0,35 20  –   40        0,50        0,42 60  – 100        0,60        0,55 Ich glaube, daß Poncelet das Verhaͤltniß fuͤr die großen Maschinen etwas zu hoch, und den Unterschied zwischen gut und weniger gut unterhaltenen Maschinen etwas zu gering angeschlagen hat. Ueberdieß sind alle diese Verhaͤltnisse nicht verlaͤßlich genug. Um zu genauen Resultaten zu gelangen, muͤßte man bei einer großen Anzahl in gutem Zustand befindlicher Dampfmaschinen von verschiedenen Systemen Versuche mit dem Prony'schen Zaume anstellen. Man wuͤrde dann fuͤr jedes System zu einem mittleren Verhaͤltnisse gelangen, auf welches man sicher bauen koͤnnte. Leider hat man aber bis jezt noch sehr wenige Versuche dieser Art angestellt, und diejenigen, welche durch unsere Société industrielle gemacht wurden, bilden wahrscheinlich die groͤßte Zahl. Wir wollen nun aufmerksam die Versuche, welche zu unserer Kenntniß gelangten, pruͤfen, um daraus so genaue Verhaͤltnisse zu ziehen, als es die kleine Anzahl derselben erlaubt. §. 39. Erster Versuch. Er wurde in der Spinnerei von Dollfus Mieg und Comp. mit einer Maschine von niederem Druk und 20 Pferdekraͤften (die von Peel und Williams gebaut war) angestellt. Diese Maschine ging damals mit einem Druke im Kessel von 8 Zoll Queksilber, oder 2/7 Atmosphaͤren Ueberdruk, also 1,328 Kilogr. auf den □ Cent. Der mittlere Druk im Condensator betrug am Manometer gemessen 1/10 Atmosphaͤre, oder 0,103 Kilogr. auf den □ Cent., oder auf den Kolben wirkend. Druk also 1,328 – 0,103 = 1,225 Kilogr. auf den □ Cent. Der Durchmesser des Kolbens hatte 62 Cent., also die Flaͤche 3017 □ Cent.; der Gesammtdruk auf den Kolben ist also 3017 × 1,225 = 3695 Kilogr. Der Kolbenhub betraͤgt 1,06 Met. in der Secunde, also die Kraft der Maschine 3695 × 1,06 = 3916 Kilogr. auf 1 Meter in der Secunde gehoben, oder 52 theoretische Pferde. Der Versuch mit dem Zaume wurde auf einer Welle gemacht, die 41 Umgaͤnge machte, der Hebel hatte 4,87 Meter; der Umfang betrug also 30,59 Met., und die Geschwindigkeit des Gewichtes 30,59 × 41 = 1254 Meter in der Minute, oder 20,9 Met. in der Secunde. Das gehobene Gewicht war 108 Kilogr.; die von der Maschine erzeugte Kraft also 108 × 20,9 = 2257 Kilogr. auf 1 Meter in der Secunde gehoben, oder = 30 Pferden.Wir sehen, daß diese Maschine, welche von Peel und Williams zu 20 Pferdekraͤften verkauft wurde, deren 30 gegeben hat; dieß kommt daher, weil diese Maschine zu 20 Pferden von 44,000 englischen Pfunden oder von ungefaͤhr 100 Kilogr. statt 75 berechnet wurde. (S. §. 10.) A. d. O. Die Maschine gab somit 30/52 oder 0,57 der theoretischen Kraft. §. 39. Zweiter Versuch. Eine Watt'sche Maschine von 4 Pferdekraͤften in der Werkstatt von Nicolas Koͤchlin gab 55 Proc. der theoretischen Kraft als Nuzeffect. Diese beiden Versuche sind die einzigen, welche von der Gesellschaft an Maschinen mit niederem Druke angestellt wurden, sie wurden mit vieler Sorgfalt ausgefuͤhrt. Wir sehen auch, daß sie ungefaͤhr die in §. 36 bemerkten Coefficienten geben, welche wir folglich fuͤr Maschinen von mittlerer Groͤße als genau betrachten muͤssen. §. 40. Dritter Versuch. Er wurde mit einer von Risler und Dixon gebauten Woolf'schen Maschine von 18 Pferdekr. in der Spinnerei von Schlumberger, Steiner und Comp. bei 2 3/4 Atmosphaͤren Ueberdruk oder 3,874 Kilogr. auf den □ Cent. angestellt. Der Grad des Vacuums im Condensator wurde nicht gemessen, weil kein Manometer angebracht war; da aber die Maschine nicht uͤberladen war und die Condensation gut von Statten ging, so koͤnnen wir annehmen, daß ein Druk von nicht mehr als 1/10 Atmosphaͤre im Condensator Statt fand. Der Durchmesser des kleinen Cylinders ist 31,5 Cent., die Oberflaͤche desselben 772,44 □ Cent., die Geschwindigkeit 46,28 Met. in der Minute. Der Durchmesser des großen Cylinders 52,5 Cent., seine Oberflaͤche 2154 □ Cent.; die Geschwindigkeit 63,96 Met. in der Minute. Die Hohlraͤume verhalten sich wie 1 zu 3,88. Den Druk auf den großen Kolben finden wir wie im §. 15, indem wir den Lauf in 8 Theile theilen. Im ersten Theil nimmt der Dampf einen mittleren Raum von (8 + 10,88)/2 Achtel ein = 9,44/8 im zweiten Theile (10,88 + 13,76)/2 Achtel = 12,32/8 im dritten Theile (13,76 + 16,64)/2 Achtel = 15,20/8 u.s.f. Wenn wir diese 8 Raͤume addiren und mit 8 dividiren, so finden wir 19,58/8 des urspruͤnglichen Raumes fuͤr denjenigen, welchen der Dampf im Mittel einnimmt; der Druk auf den großen Kolben ist also (3,874 × 8)/19,58 = 1,582 Kilogr., und diesem entspricht eine Temperatur von ungefaͤhr 113°; der Druk wird also = 1,472. Der auf den kleinen Kolben wirkende Druk ist demnach 3,875 – 1,472 = 2,403 Kilogr. und der auf den großen Kolben wirkende 1,472 – 0,1 = 1,372 Kilogr., woraus der gesammte theoretische Effect der Maschine 61 Pferdekraͤften gleich gefunden wird. Der Versuch wurde auf der Schwungradwelle selbst angestellt, welche 26 Umgaͤnge in der Minute machte. Der Hebel hatte 4,40 Met.; der Umfang war also 27,63 Met. und die Geschwindigkeit des Gewichts 719,5 Met. in der Minute oder 12 Met. in der Secunde. Das gehobene Gewicht war 158 Kilogr.; der Effect der Maschine war also 158 × 12 = 1896 Kilogr. auf 1 Met. gehoben, oder 25,3 Pferdekraͤften gleich. Folglich lieferte die Maschine 25,3/61 = 0,41 der theoretischen Kraft. §. 41. Vierter Versuch. Er wurde in der Spinnerei von Koͤchlin und Dollfus mit einer auf dieselbe Art in der naͤmlichen Werkstatt verfertigten Maschine von 18 Pferdekraͤften angestellt; die Maschine lieferte 0,44 der theoretischen Kraft. §. 42. Wir haben also nur diese zwei Erfahrungen hinsichtlich der Woolf'schen Maschinen; denn die große Anzahl von Versuchen, welche Hr. Maurin mit der Maschine in der Gießerei von Douai angestellt hat, und die man in seinem schon angefuͤhrten Werke „Compte rendu etc.“ aufgefuͤhrt findet, koͤnnen hier nicht in Betracht kommen, weil sie fuͤr diese Maschine nur 33 Proc. der theoretischen Kraft ergeben, und man also annehmen muß, daß die Maschine in sehr schlechtem Zustande war, oder große Fehler in der Construction hatte (s. §. 36). Wir koͤnnen daher nur bedauern, daß die Versuche des Hrn. Maurin, die mit so vieler Sorgfalt ausgefuͤhrt wurden, mit einer so fehlerhaften Maschine angestellt worden sind. Wir sehen indessen, daß unsere Resultate noch mit der Tabelle des Hrn. Poncelet im Einklang sind, und muͤssen sie also auch fuͤr Maschinen von mittlerer Groͤße noch fuͤr genau halten. §. 43. Fuͤnfter Versuch. Er wurde in der Spinnerei von Koechlin und Comp. in Vieux Thaun mit einer Maschine von mittlerem Druk mit zwei Balanciers und getrennten Cylindern nach Roentgens System angestellt. Diese Maschine hat 10 Pferdekraft. Der Durchmesser des kleinen Cylinders betraͤgt 298 Millim., der des großen 514 Millim.; der Weg der beiden Kolben 55,20 Met. in der Minute. Die Hohlraͤume der Cylinder verhalten sich wie 1 zu 3. Man machte 3 Versuche nach einander; den ersten mit 2 3/4 Atmosphaͤren Ueberdruk; bei den angegebenen Dimensionen und einer Condensation bis auf 0,1 Atmosphaͤre ergeben sich 47,26 theoretische Pferdekraͤfte. Alle Versuche wurden auf der zweiten Welle angestellt, welche in der Minute 45 Umlaͤufe machte. Der Hebel hatte 3,893 Met., also war die Geschwindigkeit 18,8 Met. Das Gewicht betrug bei diesem ersten Versuche 80 Kilogr. und demnach gab die Maschine 20 Pferdekraͤfte und als Coefficient 20/47,26 = 0,42. Bei dem zweiten Versuch hatte man 3 Atmosphaͤren Ueberdruk; dabei berechnet sich der Effect zu 50,65 Pferdekraͤften; das gehobene Gewicht war dießmal 90 Kilogr. Die Maschine gab also (90 × 18,8)/75 = 22,5 Pferdekraͤfte, und als Coefficient 22,5/50,60 = 0,44. Bei dem dritten Versuch war der Druk 3 1/4 Atmosphaͤre; diesem entspricht ein theoretischer Effect von 54 Pferdekraͤften; dießmal wurde ein Gewicht von 100 Kilogr. gehoben, also eine Kraft von 25 Pferden erzeugt. Die Maschine lieferte demnach 25/54 = 0,46 der theoretischen Kraft. Wir koͤnnen daher im Mittel annehmen, daß sie 0,44 der theoretischen Kraft gab, welcher Coefficient derselbe ist, wie fuͤr gewoͤhnliche Woolf'sche Maschinen. §. 44. Sechster Versuch. Dieser wurde mit einer von Cavé gebauten Hochdrukmaschine in der Spinnerei von Bouché in Thann angestellt; da man aber die Kraft bloß nach der Zahl der Spinnmaschinen beurtheilte, welche in Bewegung gesezt wurden, so kann uns dieser Versuch hier von keinem Nuzen seyn. §. 45. Siebenter Versuch. Dazu diente eine Hochdrukmaschine ohne Condensation fuͤr 32 Pferdekraͤfte, von Saulnier gebaut und von Laborde bei Bouché in Thann aufgestellt, bei welcher zwei doppeltwirkende Cylinder die Schwungradwelle in Bewegung sezen. Der Kolbendurchmesser ist 365 Millim., die Geschwindigkeit der Kolben 0,88 Meter in der Secunde; beim halben Kolbenhube findet Absperrung Statt. Der Dampf hatte 4 Atmosphaͤren Ueberdruk, und beide Cylinder uͤben einen theoretischen Effect von 80 Pferdekraͤften aus. Der Zaum war um eine Welle gelegt, die 40 Umgaͤnge machte; bei demselben wirkte an einem Hebelarme von 3,04 Meter ein Gewicht von 210 Kilogr., was 35,5 Pferdekraͤfte als Moment gibt; folglich gilt fuͤr diese Maschine der Coefficient: 0,44. §. 46. Warum ist der Coefficient der Woolf'schen Maschinen weit unter dem der Watt'schen? Offenbar geht bei der Woolf'schen Maschine viel mehr Kraft verloren, als bei der Watt'schen; denn jene hat einen Cylinder mehr, folglich auch die Reibung eines Kolbens mehr; ferner ein zusammengesezteres Parallelogramm, das also auch mehr Reibung hat, dann zwei mit ungleicher Geschwindigkeit gehende Kolben, die sich folglich nicht beide in der vortheilhaftesten Geschwindigkeit bewegen koͤnnen; uͤberdieß ist der Druk nicht mathematisch regelmaͤßig auf die ganze Laͤnge des Laufes der Kolben. Bei Hochdrukmaschinen ohne Condensation glauben viele Maschinisten sehr zu gewinnen, wenn sie den Balancier, das Parallelogramm etc. weglassen, und so eine Maschine machen, welche weniger Theile enthaͤlt, darum aber nicht einfacher ist; in der That ist das groͤßte Stuͤk, welches sie wegschaffen koͤnnen, der Balancier, ein Theil, welcher immer im Gleichgewicht ist, und sich ohne Stoß bewegt. Andererseits ist bei allen Hochdrukmaschinen mit Absperrung (diejenigen ohne Absperrung werden sehr selten angewandt, da sie allzu unvortheilhaft sind) der Druk auf den Kolben sehr wandelbar, und das Schwungrad deßwegen immer viel staͤrker als bei Maschinen mit niederem Druke, um die Bewegung regelmaͤßig zu machen; dieses massivere Schwungrad, welches die Maschine zu bewegen gezwungen wird, verzehrt eben so viel Kraft und sogar mehr als man durch Weglassung der Luftpumpe und Kaltwasserpumpe gewinnt. Je mehr die Absperrung in diesen Maschinen waͤchst, ein um so staͤrkeres Schwungrad ist man gezwungen zu nehmen, um die entstehende Unregelmaͤßigkeit des Ganges wieder aufzuheben, und um so mehr verliert man also an Effect. §. 47. Wir theilen alle Arten von Dampfmaschinen in drei Classen; in die erste Classe gehoͤren Maschinen von 6 bis 12 Pferdekraͤften; in die zweite Classe solche von 16 bis 30, und in die dritte solche von 40 bis 100 Pferdekraͤften und daruͤber; wir geben ferner den drei Classen der Maschinen von niederem Druke die Coefficienten 0,50, 0,55 und 0,60, und denjenigen der Woolf'schen Maschinen, die Coefficienten 0,40, 0,45 und 0,50. Was die Hochdrukmaschinen anbelangt, so haben wir gesehen, daß der einzige Versuch, welchen wir machen konnten, und zwar mit einer ganz neuen und sehr gut gebauten Maschine, 44 Proc. oder ungefaͤhr eben so viel als die Woolf'schen Maschinen ergab; es ist jedoch zu bemerken, daß diese Maschine unter sehr unguͤnstigen Umstaͤnden arbeitet; das Schwungrad ist naͤmlich im Verhaͤltniß zur Maschine viel zu groß, welche, da sie doppelt ist. selbst ohne Schwungrad gehen koͤnnte, wie man seit einiger Zeit die großen Maschinen in England construirt, bei denen man das Schwungrad weglaͤßt. Ich nehme also an, daß diese Maschine mit einem verhaͤltnißmaͤßigen Schwungrade, 50 Proc. gegeben haͤtte, und daß wir fuͤr die drei Classen von Maschinen die Coefficienten 0,45, 0,50 und 0,55 erhalten, wenn wie bei Bonché's Maschine die Absperrung 2 ist. Es ist aber gewiß, daß diese Maschinen desto unregelmaͤßiger arbeiten, und ein um so staͤrkeres Schwungrad verlangen, je mehr die Absperrung zunimmt, daher wird auch der Coefficient kleiner. Leider haben wir hieruͤber keine Erfahrungen, und sind gezwungen uns dem Zufall zu uͤberlassen. Wir nehmen an, daß wenn die Absperrung 3 ist, die Coefficienten fuͤr die drei Classen 0,43, 0,48 und 0,52 werden, und wenn sie 4 ist, sie wie bei Woolf'schen Maschinen 0,40, 0,45 und 0,50 sind. Ueber die Maschinen von Aitken und Steel mit 3 Cylindern und ohne Balancier haben wir nicht eine Erfahrung. Wenn man aber annimmt, daß die Wegschaffung des Balanciers und Parallelogramms kein Vortheil ist, so kann diese Maschine nur weniger Nuzeffect geben, als die Woolf'sche, da 1) die Reibung eines dritten Kolbens sehr betraͤchtlich ist, 2) die Bewegung der Luftpumpe und der Wasserpumpen sehr zusammengesezt ist und vermittelst sehr kurzer Hebel vor sich geht etc. Wir geben dieser Maschine also die Coefficienten 0,35, 0,40 und 0,45. Der Maschine von Roentgen, welche bei den Versuchen §. 43 so viel als die Woolf'sche Maschine leistete, geben wir denselben Coefficienten. Die Maschinen mit einem Cylinder und Condensation muͤssen nothwendig weniger leisten, als diejenigen ohne Condensation, weil sie auch noch die Belastung und Reibung der Luft- und Kaltwasserpumpe zu uͤberwinden haben; wir geben ihnen deßwegen die Coefficienten 0,35, 0,40 und 0,45. §. 48. Wir koͤnnen jezt mittelst der Coefficienten, welche wir oben aufgestellt haben, eine Tabelle construiren, welche die Kraft angibt, die man mit jeder Maschine, durch die 10 Kilogr. Dampf in der Minute, erhaͤlt. Die Angaben, welche wir fuͤr die drei Classen von Maschinen aufstellen, sind nur vergleichend, in Bezug auf die 10 Kilogr. Dampf; denn 10 Kilogr. Dampf in der Minute gehoͤren immer zu einer Maschine der mittleren Classe, wie wir aus beigefuͤgter Tabelle ersehen. Textabbildung Bd. 62, S. 188 Druk im Kessel nach Atmosphaͤren; Absperrung; System; Theoretischer Effect nach Pferdekraͤften von 75 Kilogramm; Reiner Nuzeffect nach Pferdekraͤften; Maschinen erster Klasse von 6 bis 12 Pferdekraͤften; Maschinen zweiter Klasse von 16 bis 30 Pferdekraͤften; Maschinen dritter Klasse von 40 bis 100 Pferdekraͤften; Ohne Condensation; Mit Condensation; Watt; Woolf; Aitken und Steel; 3 Cylinder; Roentgen; 2 Balancier; 1 Cylinder §. 49. Aus dieser Tabelle geht hervor, daß die Maschinen von Woolf, von Aitken und Steel, und die mit hohem Druke zu 7 bis 9 Atmosphaͤren, endlich die Maschinen mit Absperrung und Condensation mit einem einzigen Cylinder diejenigen sind, in welchen der Dampf den groͤßten Nuzeffect liefert. Allein Hochdrukmaschinen mit 7 bis 9 Atmosphaͤren gibt es nicht, und obgleich sie den groͤßten dynamischen Effect erzeugen koͤnnten, so macht doch die Gefahr mit so hohem Druk zu arbeiten, und die vielen Reparaturen, denen sie ausgesezt sind, diese Maschinen unanwendbar. Die Maschine von Aitken und Steel muß wegen ihres zusammengesezteren Baues der Woolf'schen nachgesezt werden. Sie hat uͤberdieß den großen Fehler, daß der vom gespannten Dampfe bewegte Kolben sich gegen den luftverduͤnnten Raum des Condensators bewegt, also viel leichter Dampfentweichungen durch den Kolben Statt finden, welche bei einer schlecht besorgten Maschine sehr betraͤchtlich werden koͤnnen. Man muß also der Woolf'schen Maschine oder derjenigen mit Absperrung und Condensation in einem einzigen Cylinder, den Vorzug geben; und hievon hat die lezte nach denselben Nachtheil, welchen ich schon bei der Maschine von Aitken und Steel geruͤgt habe; der Kolben ist im Anfange seines Laufes auf einer Seite von der ganzen Kraft des im Kessel erzeugten Dampfes gedruͤkt, und auf der anderen Seite befindet sich der luftverduͤnnte Raum des Condensators. Die Maschine von Roentgen ist nicht so vortheilhaft als die Woolf'sche, da sie viel weniger Kraft gibt, obwohl der Coefficient der naͤmliche ist; dieß kommt von der großen Unregelmaͤßigkeit des Drukes auf den großen Kolben her. Hr. Roentgen hat angefangen diese Maschinen auf den Dampfbooten anzuwenden, welche gewoͤhnlich zwei Maschinen mit niederem Druk enthalten, die auf denselben Wellbaum ohne Schwungrad mittelst Kurbeln wirken, welche im rechten Winkel gegeneinander stehen. Er sezt den kleinen Cylinder auf eine Seite des Bootes und den großen auf die entgegengesezte. Die hollaͤndische Dampfschifffahrts-Gesellschaft machte die Erfahrung, daß hiedurch eine Ersparniß von 3/8 an Brennmaterial gegen Maschinen mit niederem Druk entsteht. Gewiß ist, daß es am Besten waͤre auf Dampfbooten zwei Woolf'sche Maschinen anzuwenden. §. 50. Das Verhaͤltniß zwischen der Wirkung einer Maschine mit niederem Druk, und einer mit mittlerem Druk von 3 1/2 Atmosphaͤren und 3 1/2 Expansion, ist nach der Tabelle wie 20 zu 37,69 oder wie 1 zu 1,88; das Verhaͤltniß zwischen einer Hochdrukmaschine von 5 Atmosphaͤren mit der Expansion 2 (welches die uͤblichste ist), und einer Woolf'schen Maschine von 3 1/2 Atmosphaͤren, ist wie 28,25 zu 37,69 oder wie 1 zu 1,33. Angenommen, 1 Kilogr. Kohle erzeuge 5 Kilogr. Dampf von beliebigem Druke, so sollte eine Maschine niederen Drukes und mittlerer Groͤße 6 Kilogr., eine Woolf'sche von 3 1/2 Atmosphaͤren, 3,19 Kilogr. und endlich eine Hochdrukmaschine ohne Condensation, von 5 Atmosphaͤren und mit der Expansion 2, jede Stunde und fuͤr jede Pferdekraft 4,24 Kilogr. Kohle verzehren. Wenn aber 1 Kilogr. Kohle 6 Kilogr. Dampf erzeugen wuͤrde, was bei einem guten Ofen wirklich der Fall ist, so sollte eine Woolf'sche Maschine, wenn sie neu und in gutem Zustande ist, nur 2,65 Kilogr. verbrauchen. §. 51. Alles dieß gilt nur unter der Voraussezung, daß man fuͤr Hochdrukdampf nicht mehr Brennmaterial bedarf, als fuͤr solchen von niederem Druk. Wenn dieß aber schon in der Theorie nicht ganz der Fall ist, so muß man in der Praxis einen desto groͤßeren Unterschied finden; denn mit zunehmendem Druk traͤgt eine Menge von Umstaͤnden dazu bei, die Wirkung des Brennmateriales zu verringern; z.B. die Entweichung von Dampf aus Kessel und Roͤhren, durch die Kolben etc. Alles dieses spricht zum Nachtheile der Maschinen von mittlerem und hohem Druk; dazu kommen noch die Kosten des Unterhaltes und der Erneuerung der Siederoͤhren und Kessel bei Hochdrukmaschinen, welche bei Maschinen von niederem Druk fast nie erforderlich sind. Deßwegen wird man in Laͤndern, wo der Brennstoff in keinem hohen Preise steht, wie in England, immer vorzugsweise Maschinen mit niederem Druk anwenden. Im Elsaß hingegen, wo das Brennmaterial auf dem hoͤchsten Preise steht, wird man immer Maschinen von mittlerem und hohem Druk vorziehen, weil der Unterhalt und die Reparaturen bei Weitem die Ersparung an Brennmaterial nicht aufwiegen. Die Hochdrukmaschinen haben den einzigen Vortheil, daß sie gewoͤhnlich ein gutes Drittheil weniger kosten, aber auch die Interessen dieses Unterschiedes wiegen die Ersparniß an Brennstoff durch die Woolf'schen Maschinen nicht auf. §. 52. Zwei Faͤlle gibt es indessen wo Hochdrukmaschinen ohne Condensation vortheilhaft seyn koͤnnen: 1) Wo man nicht genug kaltes Wasser fuͤr den Condensator bekommen koͤnnte; aus dieser Ursache findet man solche Maschinen so zahlreich in Roubaix und Tourquoin. 2) Dort wo man den Dampf nicht bloß als Triebkraft, sondern auch zum Erwaͤrmen von Werkstaͤtten, Abdampfkesseln, Faͤrbekufen etc. noͤthig hat, wozu Dampf von niederem Druk erforderlich ist. Dieß ist besonders in den Kattundrukereien der Fall, wo man also den Dampf doppelt benuzen kann, zuerst mit hoher Pression als Triebkraft und dann mit niederer Pression als Heizmittel; bei diesem Verfahren kann man die gesammte Triebkraft als reinen Gewinn ansehen, da der Brennmaterialaufwand zur Erzeugung einer bestimmten Dampfmenge von beliebiger Temperatur, wie oben gezeigt wurde, beinahe gleich groß ist. Man muß dann aber ein sicheres Mittel haben, den Dampf von der Fettigkeit zu reinigen, die er in dem Cylinder der Maschine annimmt, und welche bei der Fabrication schaden wuͤrde; in Ronen hat man zu diesem Zwek einen sehr oͤkonomischen Apparat erfunden, welcher immer mehr in Anwendung kommt. Auch in unserer Stadt sind Einige im Begriff sich denselben anzuschaffen. Es ist jedoch zu bemerken, daß man in den Kattundrukereien nicht uͤberall Gebrauch von der bewegenden Kraft des Hochdrukdampfes machen koͤnnte, und daß die Quantitaͤt von Brennstoff, welche man bei einer Woolf'schen Maschine noͤthig haͤtte, vielleicht nicht mehr kosten wuͤrde, als die Reparaturen, welche ein so großer Kessel bei so hohem Druk noͤthig macht, und als die Brennstoffmenge, welche er mehr verzehrt, als wenn er bei niederem Druk arbeitet.Die Reparaturen und Erneuerungen der Kessel und Siederoͤhren sind ein Umstand, uͤber welchen man sich nicht taͤuschen darf. Es gibt in unserem Departement Hochdrukmaschinen, welche alle 3 oder 4 Jahre neue Siederoͤhren verlangen, und waͤhrend dieser Zeit ist man auch genoͤthigt einige Mal die am meisten dem Feuer ausgesezten Blechplatten auszutauschen. A. d. O. Der Vortheil dieses Systemes waͤre viel geringer in einer Spinnerei, wo man sich des Dampfes zum Heizen bedienen wollte; denn die Menge Brennmaterial, welche die Maschine das ganze Jahr hindurch mehr verzehrte, als eine Woolf'sche Maschine, waͤre betraͤchtlicher, als diejenige, die man zur Heizung eines kleinen Kessels mit niederem Druk beduͤrfte, dessen Dampf zur Erwaͤrmung der Arbeitszimmer diente, und den man also nur einige Monate hindurch noͤthig hatte. Eine wirkliche Oekonomie findet nur dann Statt, wenn man bestaͤndig allen Dampf, welchen die Maschine gibt, oder im anderen Falle, alle bewegende Kraft, die der Dampf bei seiner Expandirung liefert, verwenden koͤnnte. Ich glaube, daß in den Kattundrukereien, wo dieses neue System mit dem groͤßten Vortheil anzuwenden waͤre, es fast eben so vortheilhaft seyn wuͤrde, sich einer Woolf'schen Maschine zu bedienen, und das Condensationswasser in den Faͤrbekufe, zu verwenden; da dieses gewoͤhnlich 35° bis 40° Temperatur hat, so gaͤbe es eine Ersparniß von ungefaͤhr 1/3 des unter dem Dampfkessel der Faͤrberei verwandten Brennmaterials; denn um Wasser von 10° auf 100° zu erhoͤhen, bedarf man 90°, und um es von 35° auf 100° zu bringen, nur 65°; demnach wuͤrde der Verbrauch an Dampf oder. Brennmaterial in dem Verhaͤltnisse von 90 zu 65 abnehmen. Auf diese, obgleich etwas weniger oͤkonomische Art erleichterte man sich die Arbeit, denn oft bedarf man der Triebkraft, ohne daß man Dampf in den Faͤrbekufen noͤthig haͤtte und umgekehrt; nur selten stehen beide Beduͤrfnisse im naͤmlichen Verhaͤltnisse, und es entsteht dadurch jedes Mal Verlust; bei Anwendung zweier Kessel hat man aber diese Unbequemlichkeit nicht. Die HH. Dollfus Mieg und Comp. befolgen seit mehreren Jahren dieses System; ihre Maschine von 12 Pferdekraͤften und niederem Druk liefert mehr als hinreichendes Wasser fuͤr die Kufen und der Ueberschuß wird zum Waschen der Druksiebe, der Formen etc. verwendet. §. 53. Es bleibt also ausgemacht, daß man sich der Woolf'schen Maschine bedienen muß, um mit dem Brennmaterial den groͤßtmoͤglichen dynamischen Effect hervorzubringen, und dieß habe ich mir vorgesezt zu untersuchen; ich haͤtte gewuͤnscht meine Vergleichungen auf zahlreichere Erfahrungen stuͤzen zu koͤnnen, denn diejenigen, welche zu meiner Kenntniß gelangt sind, haben mir nicht erlaubt, ein ganz sicheres Unheil zu faͤllen. Bei mehreren Systemen von Dampfmaschinen war ich genoͤthigt die Coefficienten nach meinem Gutduͤnken zu waͤhlen und diese werden sich vielleicht bei kuͤnftigen Versuchen als unrichtig zeigen, obgleich ich mich nicht weit von der Wahrheit entfernt zu haben glaube. Besonders war dieß bei den Hochdrukmaschinen der Fall, und in diesem Stuͤke wird meine Arbeit zuerst bekaͤmpft werden; man muß sich aber auf Erfahrungen im Großen stuͤzen koͤnnen, und wenn meine Arbeit Anlaß zu einigen guten Versuchen dieser Art gibt, hat sie einen großen Theil ihres Zwekes erfuͤllt. Denn in der Lage, in welcher wir uns befinden, sind es nicht die durch eine einzelne Person hingeworfenen Ideen, welchen man Glauben beimessen soll, sondern ein Jeder soll zur Erreichung des Zieles die Beobachtungen anstellen, welche ihm seine Verhaͤltnisse gestatten. Ich wiederhole nochmals, daß man die Société industrielle nicht dringend genug angehen kann, an allen Dampfmaschinen, welche zu ihrer Verfuͤgung sind, Versuche anzustellen, denn das Feld ist sehr ausgedehnt und nur durch dieses Mittel wird man zur Vervollkommnung derselben gelangen, deren natuͤrliche Folge die Ersparniß an Brennmaterial seyn wird.Der Bericht des Hrn. Joseph Koͤchlin uͤber diese Abhandlung erscheint im naͤchsten Heft. A. d. R.