Anleitung zur Durchführung von Versuchen an Dampfmaschinen, Dampfkesseln, Dampf turbinen und Dieselmaschinen Zugleich Hillshuch für den Unterricht in Maschinenlaboratorien technischer Lehranstalten Von Franz Seufert Ingenieur, Oberlehrer an der Staat\. höheren Maschinenbauschule zu Stettin Fünfte, verbesserte Auflage Mit 45 Abbildungen Springer-Verlag Berlin Heidelberg GmbH 1919 ISBN 978-3-662-42095-9 ISBN 978-3-662-42362-2 (eBook) DOI 10.1007/978-3-662-42362-2 Alle Rechte, insbesondere das der Übersetzung in fremde Sprachen, vorbehalten. Vo rwort zur vierten Auflage. Auch die dritte Auflage (1913) hat in der in- und aus ländischen Fachpresse erfreuliche Anerkennung gefunden. Den neuesten Fortschritten im Indikatorbau folgend, habe ich den Abschnitt über Indikatoren umgearbeitet und durch Aufnahme zweier weiterer Außenfeder-Indikatoren vermehrt. Die inte grierenden Indikatoren oder sog. Leistungszähler habe ich einst weilen noch weggelassen, weil die "Normen" das Planimetrieren der Diagramme vorschreiben. Um das Buch auch für die Versuchspraxis noch brauchbarer zu machen, habe ich einen besonderen Abschnitt über größere Versuche eingefügt, der auch fast alle Einzelheiten der Aufschrei bungen enthält. Das Studium dieses Abschnittes wird, wie ich hoffe, den Ingenieur, der in den schulmäßigen Laboratoriums übungen die Elemente der Maschinenversuche beherrschen ge lernt hat, in den Stand setzen, auch ausgedehntere Versuche in größeren Anlagen durchzuführen und die Hilfsleute einzuweisen. Für die Überlassung des zugehörigen Stoffes bin ich Herrn Baurat Reischle, Direktor de~ Bayerischen Revisionsvereines in München, zu besonderem Dank verpflichtet. Im übrigen habe ich das Buch von weiteren überflüssigen Fremdwörtern zu reinigen versucht; nur zur Beseitigung des ein gebürgerten Wortes "Prozent" (%) konnte ich mich nicht ent schließen, weil sich von der als Ersatz vorgeschlagenen Bezeichnung "v. H." kein Hauptwort bilden läßt. Stettin, Mai 1916. F. Seufert. V orwort zur flinften Auflage. Zu einer Erweiterung konnte ich mich diesmal nicht ent schließen, weil ich nur im praktischen Betriebe ausführbare Ver suche behandeln wollte. Die günstige Beurteilung und der rasche Absatz des Buches scheinen mir zu beweisen, daß ich damit auf dem richtigen Wege bin. Die Zahlentafeln für Wasserdampf sind auf Grund der neue sten Versuche verbessert. Stettin, Mai 1919. F. Seufert. InhaltsverzeichnIs. Seite Einleitung .....•. 1 Erster Teil. Dampfmaschinen-Untersuchung. Gegenstand der Untersuchung. . . . . . . . . . 2 1. Abschnitt. Die Prüfung der Steuerungs organe. Einleitung. . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2 I. Innenfeder-lndikatoren. . 3 a) Der Rosenkranz-Indikator 3 b) Der Crosby-Indikator. . 5 H. Außenfeder-Indikatoren . 7 Allgemeines . . . . . . . . . 7 c) Der Maihak-Indikator. . . 7 d) Der Lehmann-Indikator . 9 e) Der Rosenkranz-Indikator 10 Anbringung der Indikatoren . . . . 12 Allgemeines . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16 Prüfung der Indikatorfedern . . . . . . . . . . . . . . 16 Beurteilung der Diagramme und Einstellen der Steuerung. 18 2. Abschnitt. Die Ermittlung der indizierten I.Jeistung. Einleitung. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26 Das 0 t t sche Planimeter . . . . . . 27 Berechnung des mittleren Druckes. . 29 Planimetrieren mit Spitzeneinstellung 30 Simpsonsche Regel. . . . . . . . 31 Berechnung der indizierten Leistung; 32 3. Abschnitt. Die Ermittlung der Nutz- oder effektiven Leistung. Backenbremse . . . . . . . . . . . . . . 35 Berechnung der Nutzleistung . . . . . . . 36 Andere Bremsen. . •. . . . . . . . . . . . 36 Ermittlung der Nutzleistung auf elektrischem Wege. 37 4. Abschnitt. Die Ermittlung des mechanischen Wirkungs- grades ...................•........ 39 5. Abschnitt. Die Ermittlung' des' stündlichen Dampf- und Wärmeverbrauches für eine Pferdestärke ........ 40 Musterbeispiele zum 1. bis 5. Abschnitt: A. Leistungsversuche an einer Einzylinder-Dampfmaschine ohne Kondensation. . . . . . . . . . . . . . . . . 44 B. Dampfverbrauchsversuch an einer Heißdampf-Verbund- Kondensationsmaschine . . . . . . . . . . . 46 Inhaltsverzeichnis. V Seite 6. Abschnitt. Die Ermittlung des Arbeitsbedarfes der ange triebenen Arbeitsmaschinen .............•• 50 Musterbeispiel. . . . . . . . . . . . . • . . . . . . . .. 52 Anhang. Rankinisieren der Diagramme einer Verbundmaschine. 54 Zweiter Teil. Dampfkessel-Untersuchung. Gegenstand der Untersuchung. . . . • . • . . 57 1. Abschnitt. Ermittlung der Verdampfungsziffern. Brutto-Verdampfungsziffer . . . . . . . . . . . . . 57 Probenahme . • . . . . • • . . . • • . . 58 Erzeugungswilrme des gesättigten Dampfes. 59 Zahlentafel für gesättigte Wasserdämpfe . . 60 Speisewassertemperatur . • . . . . . . . . 61 Erzeugtmgswärme des überhitzten Dampfes. 62 2. Abschnitt. Stündliche Dampfle-istung a·uf 1 qm Heiz fläche und stündliche Rostbeanspruchung auf 1 qm Rostfläche • . .. • . • . . . . . . . . . . . . . • • . . . 63 3. Abschnitt. Berechnung der Wärmeausnutzung und der Wärmeverluste. Wärmeausnutzung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 64 Verluste: a) durch Verbrennliches in den Rückständen . . 64 b) " die in den Abgasen enthaltene Wärme. 66 Orsatapparat .......... ~ .... . 68 Selbsttätige Apparate. . . . . . . . . . . . . 72 c) durch Strahlung. Leitung usw. • . . . . . . . 73 Temperatur der Abgase. 73 Sonstige Messungen: {.Zugmessung ..... . 74 Rauchbeobachtung .. . 77 4. Abschnitt. Der Dampf- und Wärmepreis. 78 . . . { VersuchsRufschreibungen . . 79 MusterbeIspIel. Versuchsergebnisse ••.. 80 Anhang. Bestimmung des Heizwertes von Kohle 81 Dritter Teil. Größere Versuche an Dampfmaschinen- und Kesselanlagen. Allgemeines. • . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 85 Musterbeispiel: A. Versuchsaufschreibungen I. Hauptabmessungen und Konstante. . 89 a) für die Dreizylindermaschine . . 89 b) für die Zweizylindermaschine . . 89 II. Aufschreibungen für die Maschinenversuche . 90 IH. Aufschreibungen für die Kesselversuche. . . 100 B. Versuchsergebnisse I. Ergebnisse der Kesselversuche 106 II. Ergebnisse der Maschinenversuche 108 VI Inhaltsverzeichnis. Vierter Teil. Dampfturbinen-Untersuchung. Seite Elektrische Leistung. . . . . . . . . . 110 Dampfverbrauch . . . . . . . . . . . . 110 M t b' . l' { Versuchsergebnisse . . . 111 us er elBple. Versuchsaufschreibungen 112 Fünfter Teil. Dieselmaschinen-Untersuchung. Gegenstand der Untersuchung . . . . . . . . . 115 1. Abschnitt. Ermittlung der indizierten Leistung. 115 2. Abschnitt. Ermittlung der Nutzleistung. . . . . 116 3. Abschnitt. Ermittlung des indizierten Arbeitsbeuarfes derLuftpumpe . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 116 4. Abschnitt. Ermittlung des mechanischen Wirkungs- grades. . . . . . . . . . . . . . . . . • . . . . . . . . . 117 5. Abschnitt. Ermittlung des stündlichen Brennstoffver brauches für eine Pferdestärke. . . . . . . . . . . . . . 118 6. Abschhnitt. Berechnung der Wärmeausnutzung und der Verluste. . . . . . . . . . . . . . . . 120 Mus t be . . l' { Versuchsaufschreibungen . . . . . . . 122 er Isple. Versuchsergebni8B6.......... 125 Anhang. Bestimmung des Heizwertes flü8Biger Brennstoffe. 127 Einleitung. Der Zweck der folgenden Untersuchungen besteht entweder darin, festzustellen, ob bei neuen Maschinenanlagen die vom Er bauer gegebenen Zusicherungen erfüllt sind (Garantieversuche), oder darin, in vermutlich unwirtschaftlich arbeitenden Anlagen die Ursachen der Unwirtschaftlichkeit aufzufinden, um danach Maßnahmen zur Abhilfe zu treffen (Informationsversuche). Maßgebend für die Durchführung dieser Versuche sind die vom Verein Deutscher Ingenieure, dem Interuationalen Verband der Dampfkessel-überwachungsvereine und dem Vereine Deutscher Maschinenbauanstalten aufgestellten Normen 1), welche insbeson dere die für Garantieversuche wichtigen Abmachungen über Zahl und Dauer der Untersuchungen sowie über die zulässigen Schwankungen enthalten. 1) Boysen und Maasch, Hamburg. SeuCert, Anleitung. li.AuCl. 1 Erster Teil. Dampfmaschinen -Untersuchung. Gegenstand der Untersuchung einer Dampfmaschine kann sein: 1. die Prüfung der Einstellung der Steuerung und des Dicht- heitszustandes der Steuerungsorgane durch den Indikator, 2. die Ermittlung der indizierten Leistung Ni, 3. die Ermittlung der Nutzleistung oder effektiven Leistung Ne, 4. die Ermittlung des mechanischen Wirkungsgrades 'YJm = :;, 5. die Ermittlung des stündlichen Dampf- und Wärmever brauches für 1 PSi oder 1 PSe, 6. die Ermittlung des Arbeitsbedarfes der angetriebenen Arbeitsmaschinen. Im folgenden soll gezeigt werden, welche Hilfsmittel und welche Beobachtungen zur Lösung dieser Aufgaben erforder lich sind, und wie man die Beobachtungsergebnisse ver wertet und beurteilt. Erster Abschnitt. Die Prüfung der Steuerungsorgane. Diese erfolgt durch Abnahme eines oder mehrerer Diagramm sätze mit Hilfe des Indikators. Aus der Form der Diagramme zieht man Schlüsse auf die Richtigkeit der Einstellung der Steue rung, auf die Dichtheit der Dampfeinlaßorgane und nur in be sonderen Fällen auf die Dichtheit der Dampfauslaßorgane und des Kolbens. Man unterscheidet Indikatoren 1. mit innenliegender Feder, 2. mit außenliegender Feder. Die zurzeit gebräuchlichsten Indikatoren älterer Bauart besitzen innenliegende Federn; bei Neu beschaffungen sollte man jedoch stets dem Außenfeder-Indikator den Vorzug geben. Die Gründe dafür sind bei der Besprechung der letzteren angegeben. Der Ersatz der älteren Indikatoren durch neue mit Die Prüfung der Steuerungsorgane. 3 Außenfeder erfolgt wegen der verhältnismäßig hohen Kosten nur allmählich. Aus diesem Grund seien zunächst zwei ältere, sehr verbreitete Bauarten beschrieben: a) der Indikator von Dreyer, Rosenkranz und Droop in Hannover, b) der Crosby-Indikator (H. Maihak in Hamburg). Als Beispiele der 2. Gruppe werden hier beschrieben c) der Maihak-Indikator, d) der Indikator von Lehmann und Michels in Hamburg, e) der Außenfeder-Indikator von. Dreyer, Rosenkranz und Droop. 1. Innenfeder-Indika toren. a) Beschreibung und Handhabung des Rosenkranz-Indikators. Der in Abb. 1 dargestellte Indikator entspricht dem noch viel gebrauchten sog. großen Modell mit Dampfmantel. Der Indikator besteht aus dem Zylinder a, dem Kolben b mit der h Abb.1. Kolbenstange c und der Feder d, dem Deckel e mit dem Schreib zeug f und dem Verbindungsarm g mit der Papiertrommel h. Der Zylinder enthä.lt einen mittels des Deckels i einschraubbaren Einsatz, in dem der Kolben sich bewegt. Dadurch wird um die 1-