Schnellsuche:
Info: Zur Zeit wird der Volltextindex aktualisiert. Sie erhalten daher bei Suchen nicht die volle Anzahl an Treffern. Die Aktualisierung dauert typischerweise wenige Minuten.

Meyers Konversationslexikon

Autorenkollektiv, Verlag des Bibliographischen Instituts, Leipzig und Wien, Vierte Auflage, 1885-1892

Schlagworte auf dieser Seite: Dampfmaschine

174

Dampfmaschine (Weiß' Gegenstromkondensation).

sator zu schaffen hat, so nennt man sie nasse Luftpumpe. Findet aber die Wasserentnahme aus dem Kondensator getrennt von der Entlüftung statt (entweder durch eine Warmwasserpumpe oder einfacher durch ein bis zu mindestens 10 m Tiefe führendes Abfallrohr), so nennt man die nur die Luft fortschaffende Pumpe eine trockne Luftpumpe. Bei der Gegenstromkondensation findet die getrennte Wasser- und Luftentnahme Anwendung. Der in jedem Kondensator herrschende Gesamtdruck p, der jedenfalls bedeutend geringer als der Druck der Atmosphäre sein muß und in der Regel 0,15-0,3 Atm. beträgt, setzt sich aus zwei Teilen zusammen: aus dem Druck d des im Kondensator anwesenden Dampfes und aus dem Druck l der im Kondensator anwesenden Luft, und zwar so, daß p = d + l ist. Diesen Gesamtdruck mit möglichst geringen Mitteln (kleiner Kühlwassermenge, kleiner Luftpumpe, geringer Betriebskraft) möglichst niedrig zu halten, ist die Aufgabe der Kondensationsanlage. Der Dampfdruck d hängt, gute Verteilung des Kühlwassers vorausgesetzt, lediglich von der Temperatur des ablaufenden Warmwassers ab und diese wiederum nur von der Menge und Temperatur des zur Verfügung stehenden, bez. in Verwendung genommenen Kühlwassers, hat also unter gegebenen Verhältnissen eine bestimmte unveränderliche Größe. Der andre Teil des Gesamtdrucks d dagegen, der Luftdruck l, läßt sich durch eine zweckmäßige Art und Weise der Luftabführung sehr niedrig halten. Hierin liegt das Wesen der Gegenstromkondensation. Während bei richtiger Anlage, abgesehen von dem für sich entfernten Warmwasser, die Luftpumpe nur noch Luft abführen soll, ist sie bei der gewöhnlichen Art der Kondensation (Parallelstromkondensation) so angebracht, daß sie ein Gemenge absaugt, welches zum größten Teil aus Dampf und nur zum geringsten Teil aus Luft besteht. Sie verrichtet aber dadurch eine Menge unnötiger Arbeit und bedarf einer entsprechend größern Betriebskraft; denn der Dampfdruck im Kondensator wird durch Dampfabsaugen nicht erniedrigt, weil die entnommene Dampfmenge sich aus dem vorhandenen Warmwasser sofort wieder ersetzt. Der Dampf soll jedoch im Kondensator möglichst kondensiert werden und zwar vor Eintritt in die Luftpumpe. Dies kann nur so erreicht werden, daß man dem Kondensator die Gestalt eines stehenden Gefäßes von gewisser Höhe gibt, in welches der Dampf von unten, das kalte Wasser aber von oben eintritt, während die Luftabführung noch oberhalb der Wasserzuführung stattfindet. Der zu kondensierende Dampf strömt somit dem niedergehenden Kühlwasser entgegen, und die Luftpumpe saugt ihre Luft an der Stelle aus dem Kondensator, wo er durch das eintretende Kühlwasser seine niedrigste Temperatur hat und infolgedessen nur wenig Dampf vorhanden ist. Es sei beispielsweise die Temperatur des Kühlwassers = 15° C., diejenige des Warmwassers = 40° C. und der Gesamtdruck p im Kondensator p = 0,1 Atm., so hat man bei der gewöhnlichen Kondensation hinter dem Kolben der nassen Luftpumpe während ihres Saugens den Kondensatordruck = 0,1 Atm., der sich aus Luftdruck l und Dampfdruck d zusammensetzt, wobei außer der Luft auch warmes Wasser von 40° C. in der Pumpe ist. Nach Regnaults Dampftabellen beträgt die Spannung d des Dampfes bei 40° C. = 0,072 Atm. Es ist somit der Gesamtdruck p = 0,1 Atm. = Luftdruck l + Dampfdruck d = l + 0,072 und hieraus l = p - l = 0,1 - 0,072 = 0,028 Atm. Der Luftdruck beträgt also wenig mehr als ein Viertel des Kondensatordrucks. Es wird daher die Luft in sehr verdünntem Zustand angesaugt, deshalb muß die Luftpumpe unverhältnismäßig groß (beinahe viermal zu groß) gemacht werden und absorbiert eine entsprechend große Menge Betriebskraft. Weil also an dem Orte, wo die nasse Luftpumpe die Luft aus dem Kondensator absaugen muß, warmes Wasser vorhanden ist, so muß dort nutzlos eine Menge Dampf aufgesaugt werden, mit welchem die allein zu entfernende Luft vermischt ist. Bei Anwendung der Gegenstromkondensation dagegen wird die Luft von der trocknen Luftpumpe an der höchsten und kühlsten Stelle des Kondensators entnommen, wo sie so dicht ist, daß sie nahezu allein schon den Gesamtdruck p ausübt. Die Temperatur im obern Teil des Kondensators ist nur wenige Grad höher als diejenige des Kühlwassers. Sie möge sich etwa von 15 auf 20° C. erhöht haben. Dieser entspricht nach Regnault ein Dampfdruck von 0,023 Atm. Es bleibt daher für die Luft eine Spannung l = p - d = 0,10-0,023 = 0,077 Atm. Die Luft wird also unter den angenommenen Bedingungen bei der Gegenstromkondensation in einem 0,077/0,028 = 2,75mal dichtern Zustand abgesaugt als bei gewöhnlicher Kondensation. Die Luftpumpe kann daher 2,75mal kleiner sein und beansprucht entsprechend weniger Betriebskraft. Dabei bietet die Gegenstromkondensation gegenüber der Parallelstromkondensation noch als zweiten Vorteil einen geringern Kühlwasserverbrauch. Eine nasse Luftpumpe saugt Wasser und Luft mit Dampf an derselben Stelle ab. Der Gesamtdruck von Luft und Dampf entspricht dem Kondensatordruck p. Der Dampfdruck ist deshalb um den Luftdruck geringer als dieser, also = p - l. Von diesem Dampfdruck hängt aber unmittelbar die Temperatur ab, auf welche sich das ablaufende Wasser erwärmen kann, deshalb kann diese nur geringer sein, als der vollen Kondensatorspannung entsprechen würde. Je weniger Wärme das Wasser aber aufnimmt, um so reichlicher muß es für gleiche Kondensationsleistung dem Kondensator zugeführt werden. Ist die Spannung im Kondensator wieder = 0,10 Atm., so würde nach Regnault die entsprechende Dampftemperatur, bez. Warmwassertemperatur 46° C. betragen. So warm kann aber bei Anwendung der nassen Luftpumpe das ablaufende Wasser nicht werden, denn seine Dämpfe würden allein schon den Gesamtdruck p = 0,10 Atm. ausüben, für die Luft bliebe nichts mehr übrig, d. h. es würde diese Temperatur nur eintreten dürfen, wenn gar keine Luft im Kondensator vorhanden wäre, was jedoch der Wirklichkeit widerspricht. Bei der Gegenstromkondensation sind die Verhältnisse andre. Hier wird aus dem untern Teil, aus welchem das Warmwasser abgesaugt wird, die Luft in solchem Maße nach oben verdrängt, daß unten reiner Dampfdruck herrscht, also l = 0 und p = d ist. Daher kann sich das Warmwasser vollständig bis auf die der Kondensatorspannung entsprechende Temperatur erwärmen, wenn nur für eine gute Kühlwasserzerteilung gesorgt ist. Dadurch wird die Kälte, d. h. die Wärmeaufnahmefähigkeit, des Wassers vollständig ausgenutzt und somit der Kühlwasserverbrauch sowie die zu dessen Beschaffung erforderliche Arbeit auf den geringstmöglichen Grad beschränkt. Bei einem Versuch mit einer gewöhnlichen Kondensation fand sich folgendes: die Kühltemperatur konstant = 18° C., die Temperatur des ablaufenden Wassers = 29, 36, bez. 57° C., je nachdem das 66-, 33-, bez. 14,5 fache des Gewichts des kondensierten Dampfes am Kühlwasser verbraucht wurde, wobei die Kondensatorspannung