I. Einiges uͤber die Dampfmaschinen in Cornwallis. Aus dem dritten Jahresberichte der polytechnischen Gesellschaft von Cornwallis im Mechanics' Magazine, No. 661. Einiges uͤber Dampfmaschinen. Cornwallis war, wie alle Welt weiß, die Wiege und das Treibhaus der Dampfmaschine. Die große Quantitaͤt Wasser, welche aus seinen reichen Gruben geschafft werden mußte, um sie in betriebbarem Zustande zu erhalten, erheischte und belohnte die Anstrengungen eines Savary, eines Newcomen und eines Watt. Noch jezt behauptet daher auch Cornwallis in Hinsicht auf seine Maschinen eine Superioritaͤt vor allen uͤbrigen Laͤndern und Gegenden; obschon sie ihm an manchen Orten in Zweifel gezogen und abgelaͤugnet wurde. Wir unsererseits hegen hingegen nicht den geringsten Zweifel, und halten die Daten, die in folgender historischer Notiz des Hrn. Enys enthalten sind, fuͤr vollkommen hergestellt und wissenschaftlich begruͤndet. „Die Methode die Leistungen der Dampfmaschinen durch die Zahl der Pfunde zu bezeichnen, welche bei dem Verbrauche eines Bushels Steinkohlen auf einen Fuß Hoͤhe gehoben wurde, ward in Cornwallis zuerst von Hrn. Watt eingefuͤhrt. Denn da dieser sich den dritten Theil der Ersparniß an Kohlen, die sich bei seiner Maschine im Vergleiche mit jener Newcomen's ergab, als seinen Antheil ausbedungen hatte, so mußte uͤber die vollbrachte Arbeit und uͤber die verbrauchte Steinkohlenmasse regelmaͤßige Rechnung gefuͤhrt werden. Die Leistung zweier Luftmaschinen in Poldice wurde zur Vergleichung zum Grunde gelegt; spaͤter nahm man der Bequemlichkeit wegen die gegenwaͤrtige dynamische Einheit an, wo dann die vollbrachte Arbeit 7,037,800 Pfund, die durch einen Bushel Steinkohlen auf einen Fuß gehoben wurden, gleich war. Im Jahre 1798 entstand zwischen den HH. Boulton und Watt und den Bergwerksbesizern in Cornwallis ein Streit, in Folge dessen die Durchschnittsleistung (average duty) hergestellt werden mußte. Sie betrug 17,671,000 Pfd., waͤhrend sie sich im Jahre 1793 nach einem von 17 Maschinen genommenen Durchschnitte auf 19,569,000 Pfd. belief. Nach Ablauf des Patentes im Jahre 1800 wurden von den Bergwerkscompagnien keine weiteren Register mehr uͤber die von ihren Maschinen vollbrachten Arbeiten gefuͤhrt. „Im August 1812 zeigte sich die Durchschnittsleistung mehrerer Maschinen bei einer einen Monat lang fortgesezten Untersuchung nur mehr zu 13 1/2 Mill., so daß demnach die herrschend gewordene Meinung, daß die Maschinen nun weniger leisteten als zur Zeit, wo das Watt'sche Patent noch in Kraft war, erwiesen war. Von dieser Zeit an ward von Hrn. Lean ein monatlicher Bericht uͤber die Leistungen der Maschinen erstattet; und da diese Berichte nach Lean's Tod von dessen Sohn fortgesezt wurden, so besizen wir gegenwaͤrtig eine 22jaͤhrige Reihe von Berichten, woraus die monatliche Leistung einer jeden der großen Maschinen in Cornwallis mit Einschluß der Groͤße der Pumpen und ihrer Tiefe, der Zahl der Kolbenhube, der verbrauchten Bushels Steinkohle etc. hervorgeht, und aus deren Einsicht sich entnehmen laͤßt, zu welcher Zeit und von wem jede Zunahme der Leistungen hervorgebracht wurde. „Woolf fuͤhrte die Anwendung von Hochdrukdampf, der in zwei Cylindern ausdehnungsweise arbeitete, ein, und brachte die Leistungen zuerst auf 50 Mill. Andere Mechaniker ließen den Dampf nur in einem Cylinder ausdehnungsweise wirken, und diese Methode wurde auch bei der Einfuͤhrung von Trevithick's cylindrischen Kesseln allgemein. Gegenwaͤrtig betraͤgt die Leistung mehrerer Maschinen regelmaͤßig uͤber 70 Mill., also das Doppelte der Leistung der besten Watt'schen Maschine; ja der Praͤsident unserer Gesellschaft legte Documente vor, gemaͤß denen eine Maschine im Maximum einen Monat lang eine Leistung von 97,800,000 und im Durchschnitte eine Leistung von 90 Mill. vollbrachte. „Ein Theil der Zunahme der Leistungen muß den verbesserten Grubenbauten zugeschrieben werden; die rascheste Zunahme verdankt man jedoch der Vervollkommnung der Bekleidung der Maschinen. Diese Vollkommenheit ist in mehreren Faͤllen so groß, daß, obschon der Dampf innerhalb des Mantels eine Temperatur von wenigstens 270° hat, das aͤußere Gehaͤuse doch nicht uͤber 78° F. Waͤrme zeigt. Die Temperatur der Luft betrug hiebei 56° F., jene im Maschinenhause 66° F., und jene der Oberflaͤche der Asche uͤber den Kesseln 90° F. Hr. Enys laͤßt auf diese Einleitung mehrere Tabellen uͤber die Eigenschaften und die praktische Anwendung des Dampfes folgen, welche uns von so allgemeinem Interesse zu seyn scheinen, und welche einen so ausgedehnten Nuzen erlangen duͤrften, daß wir sie zur allgemeinen Kenntniß bringen zu muͤssen glauben. Hr. Enys schikt diesen Tabellen zur Vermeidung von Mißverstaͤndnissen folgende Bemerkung voraus: „Der Ausdruk Effect oder Leistung (efficiency), dessen ich mich in diesen Tabellen bediene, wurde zuerst von Davies Gilbert in einer Abhandlung, welche im Jahre 1827 in den Abhandlungen der Royal Society erschien, gebraucht. Dieses Wort verhuͤtet die Verwechslung mit der Pferdekraft, welche eigentlich der Nuzeffect oder die Nettokraft der Maschine, die der Eigenthuͤmer verwenden kann, ist; es ist gleichbedeutend mit Tredgold's Dampfkraft zur Erzeugung von Bewegung (the power of steam to produce motion); mit Wood's Dampfkraft (the power exerted by steam); und mit der mechanischen Kraft des Dampfes (mechanical power of steam) anderer Schriftsteller. Ein aͤhnlicher Unterschied muß auch zwischen der Bruttoarbeit, welche die natuͤrliche Traͤgheit, die Reibung etc. in sich schließt, und der Nettoarbeit gemacht werden; erstere kann Effect (effect), leztere Nuzeffect (duty) genannt werden. Tabelle I. Textabbildung Bd. 61, S. 3 Atmosphaͤren; Druk per Quadratzoll in Pfunden; Kubikf. Dampf durch Verdampfung v. einem Kubikf. Wasser erzeugt; Gran Wasser, die in einem Kubikf. Dampf enthalten sind; Temperatur nach Fahrenheit; Druk per Quadratzoll in Pfunden; Effect oder Leistung (Kraft und Raum.) Die aus einem Volumen Wasser erzeugten Volumen Dampf sind hier in dieser Tabelle aus Clement Desormes's Tabellen entnommen. Der Effect oder die Leistung ist in Pfunden, welche auf einen Fuß Hoͤhe gehoben werden, beigesezt; sie ist die Kraft und der Raum des Dampfes, der durch Verdampfung eines Kubikfuß Wassers erzeugt wird. Tabelle II. Textabbildung Bd. 61, S. 4 Ausdehnung; Vortheile der Ausdehnung, den hyperbolischen oder natuͤrlichen Logarithmus zur Einheit hinzugerechnet. Effect im Verhaͤltnisse zum verbrauchten Dampfe; Kraft eines bestimmten Volumens Dampf, der ausdehnungsweise benuzt wird, im Verhaͤltnisse zu einem ganzen (full) Hube; Kraft des Dampfes in Atmosphaͤren, welche erforderlich ist, um einen expansiven Hub zu geben, der einem ganzen Hube von atmosphaͤrischem Druke gleich ist; Dieselbe in Pfunden per Quadratzoll ausgedruͤkt; die Atmosphaͤre zu 14,75 Pfund angenommen; Dichtheit in Pfund per Quadratzoll am Schlusse des expansiven Hubes; Druk in Pfund per Quadratfuß; Zahl der Fuße Dampf, welche fuͤr einen Cylinder von 360 Kubikfuß Rauminhalt erforderlich sind; Effect in Pfunden auf einen Fuß Hoͤhe gehoben, oder Kraft und Raum des urspruͤnglichen beim Schließen des Dampfventiles abgesperrten Dampfes; Effect des expandirten oder ausgedehnten Dampfes nach Schließung des Dampfventiles; Gesammteffect oder ganze Kraft, welche der Dampf in einem Cylinder von 360 Kubikfuß Rauminhalt ausuͤbt Aus dieser zweiten Tabelle ersieht man die gewoͤhnliche Theorie des Vortheiles den Dampf ausdehnungsweise zu benuͤzen, in einer verschiedenen Form. Der Druk des Dampfes ist bei jeder Expansion hoͤher angenommen, so daß in dem Cylinder ein gleicher mittlerer Druk entsteht, wobei der Dampf zur Erzeugung der gehoͤrigen Ausdehnung an einem Bruchtheile des Cylinders abgesperrt wird; anstatt daß das unthunliche System die Laͤnge des Cylinders bei jeder Ausdehnung zu vermehren befolgt ist. Es ist in dieser Tabelle vorausgesezt, daß sich der Druk umgekehrt wie die Ausdehnung verhaͤlt, obschon dieß nicht ganz richtig ist. In der dritten Tabelle gibt die erste Columne den Druk des Dampfes, welcher der Theorie nach erforderlich ist, um einen mittleren Druk von 16 Pfund per Quadratzoll in dem Cylinder zu erzeugen. Die Tabelle ist jedoch nach der zweiten Columne berechnet, in welcher der Dampfdruk hoͤher angenommen ist, um dadurch eine rohe Correction des Irrigen in der Annahme bei Verminderung der Temperatur zu erzielen. Tabelle III. Textabbildung Bd. 61, S. 6 Druk des Dampfes in Pfund per Quadratzoll, welcher der Theorie nach erforderlich ist, um nach der Ausdehnung einen mittleren Druk von 16 Pfd. per Quadratzoll zu erzeugen; Druk, welcher per Quadratzoll angenommen wird, damit der Dampf nach der Ausdehnung einen mittleren Druk von 16 Pfd. per Quadratzoll erzeugt; Bruchtheil des Cylinders, bei welchem der Dampf abgesperrt wird; Temperatur nach Fahrenheit; Pfund uͤber dem atmosphaͤrischen Druke per Quadratzoll beim Eintritte des Dampfes in den Cylinder; Zahl der Kubikfuß Dampf, welche durch Verdampfung von 1 Kubikfuß gleich 621/2 Pfd. oder 437,500 Gran erzeugt werden; Druk des Dampfes auf den Kolben beim Eintritte in den Cylinder in Pfund p. Quadratzoll ausgedruͤkt; Effect; Kraft und Raum; Bruttokraft des aus einem Kubikfuß Wasser erzeugten Dampfes; in Pfund auf einen Fuß gehoben, ausgedruͤkt; Zahl der Hube, welche in einem Cylinder von einem Kubikfuß Rauminhalt durch Verdampfung von einem Kubikfuß Wasser erzeugt werden; Vortheil des ausdehnungsweise wirkenden Dampfes, den ganzen Hub von 16 Pfund als Einheit angenommen; Grane Wasser, die in jedem Kubikfuß Dampf enthalten sind; Quantitaͤt Dampf, welche, in Kubikfuß ausgedruͤkt, in einem Cylinder von 360 Kubikfuß Rauminhalt fuͤr jeden Hub erforderlich ist; Grane Wasser, die fuͤr jeden Hub verbraucht werden; Druk per Quadratfuß am Ende des Hubes nach der Ausdehnung, aus der ersten Columne abgeleitet, und in Pfunden ausgedruͤkt; Temperatur des Dampfes nach Fahrenheit, wenn sich derselbe bis unter den atmosphaͤrischen Druk ausgedehnt hat; Zahl der Kubikfuß Dampf, die durch Verdampfung eines Kubikfuß Wasser erzeugt werden; Druk des Dampfes per Quadratfuß am Ende des Hubes, in Pfund ausgedruͤkt; Effect; Kraft und Raum; Grane Wasser, die in einem Kubikfuß Dampf enthalten sind; Grane Wasser, die am Ende des Hubes in einem Cylinder von 360 Kubikuß erforderlich sind; Diese Columnen beziehen sich aus Dampf von groͤßerem als atmosphaͤrischem Druke; Diese auf Dampf unter der Atmosphaͤre „Aus diesen Tabellen scheint hervorzugehen, daß Dampf von hohem Druke, abgesehen von der Ausdehnung, vorteilhaft ist. Es darf jedoch nicht vergessen werden, daß bei seiner Erzeugung die Luft und der Rauch in einer hoͤheren Temperatur aus den Feuerzuͤgen entweicht, wodurch der Vortheil einiger Maßen wieder aufgehoben wird. Ich bin daher noch am meisten fuͤr Dampf von so niederem Druke, als er in jedem einzelnen Fall der vollen Zugutbringung der Ausdehnung entspricht, gestimmt.“ Wir koͤnnen nicht umhin bei dieser Gelegenheit zu bemerken, daß die Gesellschaft, die schon so viel fuͤr die Dampfmaschinen that, im vergangenen Jahre einen ihrer Preise einem Hrn. M. Loam fuͤr seine Methode die Laͤnge der Kolbenhube zu messen, ertheilte. Der fragliche Apparat, der in den United Consols Mines eingefuͤhrt ist, hat jedoch noch zwei Maͤngel: denn 1) registrirt er nur die Zahl der Hube, welche der Kolben vollbrachte und nicht nothwendig auch den Raum, durch den er sich bewegte; und 2) erhaͤlt er seine Bewegung durch einen Hebel von dem Balancier (bob) mitgetheilt, so daß er einen Kreisbogen anstatt der Tangente desselben mißt; d.h. er gibt die von dem Ende des Balancier und nicht die von dem Kolben durchlaufene Streke an. Der Wunsch nach einer genauen Methode die dem Kessel zugefuͤhrte Quantitaͤt Wasser zu messen und zu registriren, scheint im vergangenen Jahre durch den Wassermesser des Hrn. Capitaͤn T. Richards an der Grube Wheel Vor, welche man in dem bereits angefuͤhrten Berichte beschrieben und abgebildet findet, erfuͤllt worden zu seyn. Das Princip dieses Wassermessers besteht in einer senkrechten Meßstange, an welcher die mit ihr verbundenen Theile jedes Mal außer Thaͤtigkeit kommen, so oft die Speisung aufhoͤrt, waͤhrend die Stange beim Eintritte des Wassers in den Kessel jedes Mal herabgetrieben und uͤberwaͤltigt wird. Dieß Leztere kann aber nicht geschehen, ohne daß die Stange zugleich auf einen Zaͤhler wirkt, der die Quantitaͤt des gelieferten Wassers registrirt, indem er die Zahl der Zolle, durch welche sich die Stange bewegte, andeutet. Nach Hrn. Richards Vorschlag soll man der Meßstange einen solchen Durchmesser geben, daß jeder Laͤngenzoll desselben einem Quart Wasser entspricht, wo dann der Zaͤhler die gelieferte Quantitaͤt Wasser in Quarten andeutet. Es sind bei diesem Apparate keine eigenen Ventile und Haͤhne noͤthig; nur bedarf man fuͤr die Meßstange einer eigenen Stopfbuͤchse.