Ueber Erzeugung und Verwendung comprimirter Luft als Betriebsmittel; von Ingenieur Hermann Freyn. Schluß von S. 243 dieses Bandes. Freyn, über comprimirter Luft als Betriebsmittel. Nennen wir T0 (= t0 + 273) die absolute Temperatur er Luft bei Compressionsbeginn und setzen sie vorläufig gleich der absoluten Temperatur der Außenluft und auch gleich der absoluten Temperatur der comprimirten Luft in der Luftleitung; T die absolute Temperatur der Luft im Compressor bei der beliebigen Spannung p (Atmosphären absolut), während p0 der Temperatur T0 entspricht und v0, und v die gleichzeitigen specifischen Volume, ferner x = 1,41 das VerhältnißAus typographischen Rücksichten ist hier x statt des üblichen Zeichens x gesetzt worden.D. Red der Wärmecapacitäten der atmosphärischen Luft bei constantem Druck und constantem Volum, so gilt die Gleichung: Textabbildung Bd. 224, S. 353 Wir nehmen nun an, die Saugventile eines Compressors vom Hübe S hätten sich geschlossen, der Kolben stehe im Anfang des Hubes, um im nächsten Augenblicke die Compression zu beginnen; der Compressor enthalte atmosphärische Luft von der Spannung p0, der Temperatur t0 (abs. T0 = 273 + t0), dem specifischen Volum v0. Nun beschreibe der Compressorkolben den Weg s und es trete dabei die Spannung der Luft p ein, wobei ihre Temperatur t (abs. T = 273 + t), ihr specifisches Volum v sei. Setzen wir noch die Cylinderwandungen als wärmedicht voraus, so ist nach Gleichung (13) Textabbildung Bd. 224, S. 353 weil aber v0/v = Textabbildung Bd. 224, S. 353, so wird Textabbildung Bd. 224, S. 354 Es ist also s der Weg, welchen der Kolben beschreiben muß, damit die Spannung der Luft von p0 auf p steige. Rückt nun der Kolben noch um ds vor, so ist dazu die Arbeitsgröße pds = da pro Querschnittseinheit nothwendig; aus Gleichung (14) ist nun Textabbildung Bd. 224, S. 354 also Textabbildung Bd. 224, S. 354 und die von s = 0 bis s = s, bezieh, von p = p0 bis p = p verbrauchte Compressionsarbeit: Textabbildung Bd. 224, S. 354 Sobald die Luft die Spannung p erreicht hat, mögen sich die Druckventile öffnen; dann beschreibt der Kolben den Rest des Hubes = S - s unter dem constanten Gegendruck p unter einem Arbeitsaufwande: Textabbildung Bd. 224, S. 354 Gleichung (14) eingeführt: Textabbildung Bd. 224, S. 354 Es ist somit die totale, während des ganzen Hubes aufgebrauchte Compressionsarbeit pro Querschnittseinheit: Textabbildung Bd. 224, S. 354 daraus folgt die mittlere Spannung im Compressor: Textabbildung Bd. 224, S. 354 Ferner ist mit Zuhilfenahme der Gleichungen (13) und (14) das Compressionsverhältniß: Textabbildung Bd. 224, S. 355 Durch Substitution von (13) in (17) wird Textabbildung Bd. 224, S. 355 Die Arbeitsleistung der Volldruckarbeitsmaschine ist wieder a =(p - 1) f S, der Arbeitsverbrauch des Compressors A = (pm - 1) F S, somit der Wirkungsgrad der ganzen Anlage Textabbildung Bd. 224, S. 355, und wenn wir annehmen, daß sich die comprimirte Luft bis auf die Temperatur der angesaugten abgekühlt habe, so ist f/F = 1/p, also Textabbildung Bd. 224, S. 355 Führen wir außerdem noch ein Textabbildung Bd. 224, S. 355 worin also Pm die mittlere effective Luftspannung auf der Compressionsseite bei Constanterhaltung der Temperatur während der Compression und pm dieselbe Größe bei Erwärmung nach der Poisson'schen Gleichung bedeuten; erwägen wir nun daß die Compressorquerschnitte für beide Annahmen und für gleiche Spannung und Anfangstemperatur der Luft gleich groß sein werden, daß somit Pm und pm proportional sind Arbeitsaufwänden beider Compressoren, so hat ξ = Pm/pm folgende Bedeutung: ξ ist nichts anders, als das Maß der Herabsetzung des Wirkungsgrades einer Compressionsanlage, hervorgerufen durch die während der Compression stattfindende Erwärmung der Luft und zugleich der Wirkungsgrad einer Compressionsanlage mit Erwärmung der Luft, bezogen auf eine Anlage ohne solche bei der Compression. Jene Effectivspannungen Pm und pm sowie die Werthe der Gleichungen (18) bis (21) wurden für verschiedene Luftspannungen in nachstehender Tabelle übersichtlich zusammengestellt, der Wirkungsgrad η außerdem auf den Wirkungsgrad (η2) einer Compressionsanlage mit p = 2at absolut bezogen (Zeile e) und dabei p0 = 1, t0 = 0 gesetzt. Tabelle IV Textabbildung Bd. 224, S. 356 p =; 1½; 2; 2½; 3; 3½; 4; 4½; 5; 5½; 6at absolut; pm =; a; Pm =; b; ξ =; c; η =; d; η/η2 =; e; 1 - s/S =; f; T/T0 =; g; t =; h Zeile a und b dieser Tabelle zeigen, daß die mittlere effective Compressionsspannung bei stattfindender Erwärmung immer größer ist als bei Constanterhaltung der Temperatur, und Zeile c, daß dies in um so höherm Maße der Fall ist, je höher die gewählte Spannung; außerdem machen dieselben Zahlen, wie erwähnt, die Herabsetzung des mechanischen Wirkungsgrades einer Compressionsanlage ersichtlich, wie sie durch die Temperaturerhöhung bei der Compression hervorgerufen wird, und es beträgt der Mehraufwand an Arbeit z. B. bei 4at absolut schon 23 Proc. Es erklärt sich dies dadurch, daß die gewünschte Luftspannung bei Temperaturerhöhung schon früher erreicht wird als ohne solcher, so daß der Compressorkolben im ersten Falle einen größern Theil des Hubes unter dem Maximalgegendruck zurücklegt als im zweiten (Zeile f); so betragen diese Kolbenwege bei 4at absolut 37,4 bezieh. blos 25 Proc. Daraus folgt aber keineswegs eine erhöhte Luftlieferung; denn das angesaugte und somit gedrückte Luftgewicht bleibt bei gleicher Anfangstemperatur dasselbe und sein Volum, bei gleicher Temperatur am Ende der Luftleitung, ebenfalls dasselbe. Zeile d gibt den Wirkungsgrad der Compressionsanlagen ohne Wärmeentziehung bei der Compression an; er ist stets wesentlich niedriger als dort, wo die Temperatur constant erhalten wird, und um so geringer, je höher die gewählte Spannung. Schon bei 3at absoluter Luftspannung geht nahe die Hälfte der Effectivleistung der Betriebsmaschine verloren, bei 6at fast ⅔, bei 2at etwas über ⅓. Zeile e zeigt uns das Verhältniß, in welchem die Wirkungsgrade von Compressionsanlagen bei verschiedenen Spannungen der Luft zum Wirkungsgrade einer Anlage mit 2at stehen (beide ohne Wärmeabfuhr), und wir sehen, daß wir fast 33 bezieh. 46 Proc. an Betriebskraft ersparen, wenn wir statt 4 bezieh. 6at Luftspannung blos 2at anwenden. Zeile h, enthält jene Temperaturen, welche die Luft bei der Compression annehmen müßte, wenn ihre Anfangstemperatur t0 = 0, die Cylinderwandungen wärmedicht wären und auch sonst keine Abkühlung einträte; weil aber die Lufttemperaturen bei Compressionsbeginn bedeutend über 0° liegen, so würden die berechneten noch weit höher sein. Es ist nun nicht zu läugnen, daß so hohe Temperaturen schon darum nicht erreicht werden, weil die Cylinderwände eben die Wärme leiten; man will sie auch in der Praxis bei halbwegs geordnetem Betriebe zum Vortheile der Dauerhaftigkeit der Maschine nicht erreichen und kühlt darum Cylinder, häufig auch Kolben, mittels jenen um-, diesen durchströmendem, oft auch noch die Luft (beim Ansaugen oder bei der Compression) mittels einspritzenden Wassers und erreicht dadurch zugleich einen bessern Wirkungsgrad der Anlage. Es wird aber dennoch die comprimirte Luft erheblich wärmer sein als die Außenluft; bei mangelhafter oder fehlender Kühlung wird ihre Temperatur sogar die Ziffern der Zeile h erreichen können — um so mehr, als die Vorgänge im Compressor selbst auf eine Erwärmung der angesaugten Luft hinwirken, deren Temperatur ja die der comprimirten wesentlich beeinflußt. Diese Erwärmung ist erklärlich, wenn man erwägt, daß die Luft in denselben Raum angesaugt wird, welchen die erwärmte, comprimirte Luft eben verlassen hat; Cylinderwandungen und Kolben, sowie die metallenen Saugventile werden sich bei der Compression erwärmt haben, im schädlichen Raume wird comprimirte Luft von höherer Temperatur zurückgeblieben sein und die neu zutretende wird sich unter all diesen Einflüssen sofort erwärmen, wodurch auch die Compressionstemperatur eine Erhöhung erfährt. Es darf daher keineswegs überraschen, wenn Fälle in der Praxis vorkommen, wo die auf 4 bis 4at,5 absolut comprimirte Luft Temperaturen bis 130°, das Druckventilgehäuse außen 70° Wärme zeigt. Es wird eben in dieser Richtung aus verschiedenen Ursachen häufig gefehlt, so daß die Annahme x = 1,41 in manchen Fällen der Praxis sehr nahe erreicht wird, und es auch gerechtfertigt erscheint, auf die kolossalen Nachtheile solcher Mängel rechnungsmäßig hinzuweisen. Die unmittelbare Folge der Temperaturerhöhung ist also eine Herabsetzung des mechanischen Wirkungsgrades der Compressionsanlage, die um so empfindlicher wird, je höher die gewählte Spannung war. Es hat aber die Erwärmung der angesaugten Luft noch einen weitern Uebelstand im Gefolge, der einer Herabsetzung des aerodynamischen Effectes gleichkommt. Würde nämlich die Temperatur der Luft bei Compressionsbeginn (Tc = 273 + tc), wie wir bisher annahmen, wirklich gleich sein der Temperatur der angesaugten Luft vor den Saugventilen (Ta = 273 + ta), so wäre der Compressor mit Luft von gleicher Dichte, wie sie die äußere besitzt, somit von Maximaldichte gefüllt, und diese würde, comprimirt und auf ihrem Wege abgekühlt, in der Luftleitung ein gewisses (Maximal-) Volum V einnehmen, das nur von ihrer Spannung und Temperatur (nahe gleich der Lufttemperatur um die Leitung herum) abhängt. Hat aber die Luft bei Compressionsbeginn eine höhere Temperatur, somit geringere Dichte, so wird der Compressor ein geringeres Luftgewicht enthalten, welches auf denselben Zustand in der Luftleitung wie vordem reducirt, dort ein geringeres Volum V1 einnimmt, und es wird sein V1/V = Ta/Tc; weil nun für den Betrieb der Arbeitsmaschine blos Volum und Spannung maßgebend sind, die Dichte der Luft aber gleichgiltig ist, so bedingt jene Erwärmung der Luft beim Ansaugen durch den Compressor eine Verminderung des zum Betriebe der Arbeitsmaschinen bestimmten und benöthigten Luftvolums im Verhältniß der absoluten Temperaturen der Luft bei Compressionsbeginn und jener des Raumes, aus welchem der Compressor ansaugt, setzt somit den Wirkungsgrad der Anlage im selben Verhältniß herab. Setzen wir letztere Temperatur als constant voraus, so wird jene Effectsherabsetzung an sich nur abhängig sein von der erstern, und da diese durch eine gesteigerte Kühlung auf ein von der Spannung unabhängiges Maß herabgesetzt werden kann, so ist obige Herabsetzung des aerodynamischen Effectes im Allgemeinen von der Spannung unabhängig und als eine Function der Kühlung anzusehen. Wenn wir nun annehmen, es sei die Temperatur der angesaugten Luft vor ihrem Eintritt in den Compressor ta = 20° (Ta = 293) und die Temperatur, die sie während des Ansaugens bis zum Schließen der Saugventile angenommen hat, also unmittelbar bei Compressionsbeginn, und nur von der eingeleiteten Kühlung abhängig: tc = 20 30 40 50 60 70 80 90 100°, so wird Ta/Tc = V1/V = 1,0000, 0,9670, 0,9361 0,9071, 0,8800, 0,8542, 0,8300, 0,8071, 0,7855. Nimmt man jedoch bei verschiedenen Compressionsgraden eine gleiche mittlere Kühlung an, so wird die Temperatur der angesaugten Luft bei Compressionsbeginn allerdings mit eine Function der Spannung werden, somit auch der aerodynamische Effect des Compressors, und man wird sagen dürfen, daß dieser mit steigender Spannung sinken werde, weil sich — jene gleichförmige Kühlung vorausgesetzt — bei höherer Spannung wohl auch eine höhere Temperatur der angesaugten Luft einstellen wird. Welch eine ungünstige Wirkung eine mangelhaft angelegte oder nachlässig gehandhabte Kühlung des Compressors, bezieh. der Luft sowohl beim Ansaugen, wie bei der Compression ausübt, ist nach allem Vorangegangenen unzweifelhaft: das erste setzt den aerodynamischen Effect des Compressors herab, das zweite den mechanischen Effect, und zwar geschieht dies in um so höherm Maße, je höher die gewählte Luftspannung ist. Vorstehende Untersuchung führt aber noch zu einem weitern Resultat. Wir nahmen nämlich an, daß sich die comprimirte Luft auf ihrem Wege zur Arbeitsmaschine auf die Temperatur der die Luftleitung umgebenden Luft abkühle; dabei hat sie eine gewisse Dichte, welche um so höher ist, je niedriger bei gleicher Spannung ihre Temperatur, so daß das zur Verfügung stehende Luftvolum um so geringer ist, je niedriger die Lufttemperatur, bezieh. je niedriger die Temperatur der die Rohrleitung umgebenden Luft. Für die Arbeitsmaschinen ist aber blos Spannung und Volum der zugeführten Arbeitsluft von Wesenheit, ihre Dichte ganz gleichgiltig; es muß also jede Verdünnung derselben bei Constanthaltung der Spannung, somit also Volumsvermehrung, direct als Gewinn erscheinen — als eine Arbeitsansammlung, die mit Rücksicht auf ihre leichte Erreichbarkeit geradezu geschenkt ist. Man braucht eben blos die comprimirte Luft auf ihrem Wege zu den Arbeitsmaschinen ausgiebig zu erwärmen, wodurch man eine Volumsvermehrung derselben im Verhältniß der absoluten Temperaturen nach und vor der Erwärmung gewinnt, somit eine Erhöhung des Wirkungsgrades der Compressionsanlage. Er beträgt unter Voraussetzung einer Anfangstemperatur von 20° bei einer Erwärmung auf: 20 30 40 50 60 70 80 90 100° das 1,0000 1,0341 1,0682 1,1024 1,1365 1,1706 1,2047 1,2398 1,2730 fache. Daß eine solche Temperaturerhöhung der Arbeitsluft statthaft sei, ist darin begründet, daß sie ja in der Arbeitsmaschine jedenfalls von ihrer mitgebrachten Spannung aus bis auf atmosphärische Spannung expandirt, sei es wirksam im Cylinder bei Expansionsmaschinen, sei es nutzlos aus dem Cylinder zur Mündung des Auspussrohres bei Volldruckmaschinen; dabei kühlt sie sich — im Gegensatze zur Compression — so wesentlich ab, daß mitgerissenes Wasser sofort gefriert, wie ja auch bei bei den Versuchen Weisbach's über den Ausfluß atmosphärischer Luft das auf das Ausströmungsrohr gebrachte Wasser zu Eis erstarrte. Treibt man also die Erwärmung der comprimirten Luft vor ihrem Eintritt in die Arbeitsmaschinen so weit, daß die aus letzterer ausgestoßene Luft keine erheblich höhere Temperatur hat als die ihres Aufstellungsortes, so ist damit die Grenze für die Erwärmung gezogen. Erwägt man weiter, daß die Abkühlung bei der Expansion im selben Verhältniß erfolgt wie die Erhitzung bei der Compression, so erscheint es als praktisch möglich und durchführbar, die Arbeitsluft um etwa 60 bis 80° zu erwärmen; gegenüber der Außentemperatur von etwa 20° ergibt dies eine Volumsvermehrung um 20 bis 27 Proc. oder eine Luftersparniß von 17 bis 21 Proc. Die Erwärmung der comprimirten Luft selbst ließe sich auf mannigfache Weise durchführen; es sei nur darauf hingewiesen, daß man sie in der angegebenen Höhe sowohl durch abziehenden Abstoßdampf, als auch dadurch bewerkstelligen könnte, daß man die Luft durch ein in den zum Schornstein führenden Canälen der Kesselanlage liegendes Rohrsystem führte. Die hier erwärmte Luft wäre dann mittels einer mit schlechten Wärmeleitern wohl umhüllten Leitung den Arbeitsmaschinen zuzuführen; — die Schwierigkeiten wären dabei keine größern als bei Dampfleitungen, die etwa zu unterirdisch aufgestellten Dampfmaschinen führen. Wie sich nun weiter eine ausgiebige Kühlung des Compressors empfiehlt, in demselben Maße wird bei der Unthunlichkeit, den Arbeitscylindern direct Wärme zuzuführen, sich eine recht vollkommene Umhüllung derselben mit schlechten Wärmeleitern empfehlen, um wenigstens Wärmeabgabe durch dieselben zu verhindern. Werfen wir noch einen Blick auf die Wirkungsweise der comprimirten Luft in den Arbeitsmaschinen. Bei Volldruckmaschinen ist nichts weiter zu erwähnen, als daß deren Leistungen nur abhängig sind von der Spannung und unabhängig von der Temperatur und Dichte der comprimirten Luft; sie verbrauchen ein um so geringeres Luftgewicht, je geringer deren Dichte. — Wie verhält es sich nun bei Expansionsarbeitsmaschinen? Jhre Analogie mit den Compressoren gestattet uns den Schluß, daß ihre Leistung bezieh. ihr Luftverbrauch nur dann mit dem Arbeitsverbrauch und der Luftlieferung des Compressors übereinstimmen, wenn, abgesehen von Verlusten, in erstern die Vorgänge sich umgekehrt gestalten wie in letztern, d. h. wenn in beiden Füllungs- und Compressionsgrad, Spannung und Temperaturen gleich sind; eine analytische Untersuchung wird uns für die Arbeitsmaschinen dieselben Gleichungen (17) bis (19) ergeben, wie wir sie für die Compression gefunden haben. Die Gleichung (18): Textabbildung Bd. 224, S. 360, worin jetzt die linke Seite den Expansionsgrad angibt, lehrt uns, daß wir für eine gewählte Spannung einen ganz bestimmten Füllungsgrad anwenden müssen, um auf die Endspannung p0 = 1 zu kommen, was ja im Interesse der Leistungsfähigkeit geschehen soll. Es ist dann p0/p und damit nach Gleichung (13): Textabbildung Bd. 224, S. 361 vollkommen gegeben, also auch der Füllungsgrad; er ist daher vollkommen unabhängig von den Anfangstemperaturen der comprimirten Luft bei Expansionsbeginn an sich; daraus folgt, daß für jede derselben das gleiche Füllungsverhältniß, also dasselbe Volum comprimirter Luft nothwendig ist, um die gleiche Leistung der Arbeitsmaschine zu erlangen. Dieses Luftvolum hat aber immer ein größeres Gewicht als das gleiche im Compressor, weil die Anfangstemperatur im Arbeitscylinder immer — ausgenommen die Arbeitsluft werde erwärmt — wesentlich niedriger, ihre Dichte also höher sein wird als die entsprechenden Größen im Compressor; und wenn wir voraussetzen, daß die Anfangstemperatur der expandirenden Luft gleich sei der Temperatur der vom Compressor angesaugten Luft, so folgt aus Vorstehendem, daß die Expansionsarbeitsmaschine in demselben Maße mehr Luft verbraucht, als der Compressor in Folge der Temperaturerhöhung mehr Arbeit consumirt. Es wird auch hier darauf ankommen, möglichst warme Luft, somit ein geringeres Luftgewicht der Arbeitsmaschine zuzuführen. Weil es aber praktisch unausführbar ist, die ihr zuströmende Luft auf die Temperatur zu bringen, welche sie bei der Compression annimmt, so ist damit eine Herabsetzung des Wirkungsgrades der ganzen Anlage verbunden und zwar um so mehr, je höher die gewählte Luftspannung war. Ehe wir an die Erledigung der Frage nach den Luftverlusten gehen, sei noch des Einflusses der Spannung der comprimirten Luft auf die Weite der Luftleitung gedacht; es ergibt sich, daß geringere Luftspannungen weitere Rohrleitungen erfordern — immer vorausgesetzt, daß die Arbeitsmaschinen stets eine constante Arbeitsleistung liefern; es ist dann eben im selben Zeitraum ein größeres Luftvolum zu befördern. Die Anlagskosten der Luftleitung werden sich also für niedere Luftspannungen höher stellen. Die Luftverluste nun entstehen im Compressor selbst, in der Luftleitung und den Cylindern der Arbeitsmaschinen sowie deren Steuerungsschiebern; sie sind bei allen drei Gliedern das Resultat von Undichtheiten, beim ersten und letzten aber außerdem durch Construction und Wirkungsweise der Maschinen begründet. In erster Hinsicht ist es unzweifelhaft, daß die Luftverluste mit steigender Spannung wachsen, mit steigender Temperatur aber unter übrigens gleichen Umständen sinken, wenn man den Luftverlust auf den Zustand der angesaugten Luft reducirt, wie dies die von Weisbach aufgestellten Formeln für den Ausfluß der Luft darthun. Ebenso werden die Luftverluste wachsen mit steigendem Durchmesser der Compressions- und Arbeitscylinder und jenem der Luftleitung; in Procenten der angesaugten Luftvolume ausgedrückt, die Luftverluste jedoch immer kleiner für niedere Spannungen als für hohe; denn in den Cylindern sind erstere, und in den Leitungen die beförderten Luftvolume den Quadraten, die letztern einfach den Durchmessern proportional, abgesehen davon, daß niedere Spannungen an sich bei sonst gleichen Umständen geringere Luftverluste bedingen, während außerdem unter gleichen Verhältnissen (gleichem Durchmesser, gleicher Luftgeschwindigkeit und gleicher Temperatur) in der Luftleitung für niedere Spannung kleinere Druckverluste entstehen als für höhere. Es ist bezüglich der Rohrleitung — besonders im Bergbau — der Umstand nicht zu übersehen, daß Dichtungen bei höherer Spannung schwerer dicht halten als bei geringerer und es immer eine mißliche Sache bei der Luft ist, unter schwierigen und ungünstigen localen Verhältnissen blasende Flanschen und sonstige Undichtheiten zu entdecken. Die durch Construction und Wirkungsweise des Compressors und der Arbeitsmaschinen bedingten Luftverluste ergeben sich einerseits aus der Unvermeidlichkeit schädlicher Räume, anderseits aus der stattfindenden Erwärmung der angesaugten Luft vor Schluß der Saugventile; diese letztere ungemein schädliche Einwirkung wurde bereits ins Auge gefaßt und ist abhängig in erster Linie von der Handhabung der Kühlung und bei constanter Kühlung von der Spannung; je höher letztere und damit die Temperaturen an sich, je schlechter erstere, desto größer die stattfindenden Verluste. Auch die Einwirkung der schädlichen Räume ist um so nachtheiliger, je größer die gewählte Luftspannung, indem dadurch das effectiv angesaugte Luftquantum verringert wird. So muß der Kolben eines Compressors mit 5 Proc. des Kolbenlaufes schädlichem Raume und einer Luftspannung von 4at absolut 20 Proc. des Hubes zurücklegen, um unter den Saugventilen atmosphärische Spannung hervorzubringen, während dies bei 2at absolut bereits bei 10 Proc. des Hubes eintritt. In dieser Beziehung sind die sogen. nassen Compressoren gegen die trockenen in einem gewissen Vortheil, da bei ihnen der schädliche Raum gleich Null gemacht werden kann und soll; dagegen absorbirt bei ihnen das Wasser während der Compression atmosphärische Luft, welche beim Ansaugen frei wird und in ähnlicher Weise das effectiv angesaugte Luftvolum beeinflußt, wie das Vorhandensein schädlicher Räume. Das Gesagte gilt von den Compressoren; ähnliches läßt sich von den Arbeitsmaschinen sagen. Hier übernimmt die stattfindende Abkühlung die Rolle, welche beim Compressor die Erwärmung spielt, indem die zutretende Luft, abgekühlt, ein geringeres Volum einnimmt, somit neuer Ersatz aus der Leitung kommen muß. Die schädlichen Räume werden hier mit Betriebsluft gefüllt, welche dann nutzlos auspufft; man kann hier jedoch zur Vermeidung dieses Verlustes Compression vor dem Kolben durch entsprechende Schieberüberdeckungen einführen. Unzweifelhaft ist es jedoch, daß auch hier hohe Spannungen nachtheiliger wirken als niedere, einerseits durch stärkere Abkühlung, anderseits durch vermehrtes Luftgewicht im schädlichen Raume. Um noch des Einflusses der Kolbengeschwindigkeit zu gedenken, welchen diese auf den aerodynamischen Effect des Compressors und der Arbeitsmaschinen ausübt, daher auch auf die Luftverluste, so ist nicht zu verkennen, daß sich die aus Kolbenundichtheiten sich ergebenden Verluste mit wachsender Geschwindigkeit verringern; es wird aber eine gewisse Grenze geben, über die hinauszugehen besonders bei den Compressoren von Nachtheil wäre; denn mit wachsender Kolbengeschwindigkeit wird die Depression unter den Saugventilen größer, um sie zur Eröffnung zu bringen, somit das angesaugte Luftgewicht kleiner; es wird ferner ein länger dauerndes Rückströmen der comprimirten Luft durch die sich schließenden Druckventile eintreten, und die Erwärmung durch Kolbenreibung wird dann sehr lästig. Dazu kommt noch, daß sich beim Compressor die Geschwindigkeit der durch Kolbenundichtheiten austretenden Luft zur Kolbengeschwindigkeit summirt. Faßt man nun die Resultate vorstehender Untersuchungen zusammen, so ergeben sich einerseits die Bedingungen für den günstigen Betrieb einer bestehenden Compressionsanlage, anderseits gewinnen wir Anhaltspunkte für die Oekonomie der Anlage und des Betriebes bei einer zu errichtenden derartigen Anlage, sowie Anhaltspunkte für die Wahl der Luftspannung. Mag nun die gewählte Spannung eine hohe oder niedere sein, mögen die Arbeitsmaschinen mit oder ohne Expansion arbeiten, für den günstigsten Betrieb ergeben sich immer folgende Bedingungen: Dem Compressor muß möglichst kalte Luft zugeführt werden, damit ein Maximum an Luftgewicht angesaugt werde. Die angesaugte Luft muß ebenso wie dann bei der Compression ausgiebig gekühlt werden, somit auch der Compressionscylinder und, wenn thunlich, der Kolben; man erreicht durch diese Maßregeln einen höhern mechanischen und aerodynamischen Effect, nicht minder eine größere Dauerhaftigkeit der Maschinen. Der Arbeitsmaschine ist möglichst warme Luft zuzuführen und deren Cylinder sind zur Vermeidung der Wärmeabgabe mit schlechten Wärmeleitern zu umhüllen, eine wesentliche Luftersparniß ist die Folge solcher Vorkehrungen; ebenso ist eine gleiche Umhüllung der Rohrleitung empfehlenswerth und nothwendig, wenn die comprimirte Luft erwärmt worden ist. Der Vergleich von Compressionsanlagen mit hoher und niederer Spannung ergab folgendes: In betriebsökonomischer Beziehung stehen letztere bedeutend über ersteren; sie zeigen einen höhern mechanischen und aerodynamischen Wirkungsgrad, geringern Dampfverbrauch, geringere Luftverluste, geringere Abnutzung, größere Dauerhaftigkeit als solche mit hohen Luftspannungen. In Beziehung auf die Oekonomie der Anlage ist bei Anlagen, wo die Arbeitsmaschinen mit voller Füllung arbeiten, hervorzuheben, daß die Arbeitsmaschinen durch die nothwendige Vergrößerung der Cylinderdurchmesser bei geringen Spannungen etwas schwerer ausfallen als bei hohen, daß sich diese Gewichtsvermehrung aber grade nur auf Cylinder und Kolben bezieht, während alle andern Bestandtheile dasselbe Gewicht behalten. Zugleich ergeben sich für die Compressionsmaschinen bei niederer Spannung etwas größere Compressoren, dagegen kleinere Dampfcylinder, wegen wesentlich geringerer Maximaldrücke und größerer Gleichförmigkeit in den Widerständen der Bewegung, leichtere Maschinen als bei hohen Luftspannungen, dagegen schwerere Luftleitungen. Bei Anwendung von Expansion in den Arbeitsmaschinen, und zwar desselben Expansionsgrades, als der Compressionsgrad im Compressor beträgt, erhält man bei höchster Betriebsökonomie für alle Luftspannungen (bei höhern Spannungen aber immer größere Luftverluste) schwere Arbeitsmaschinen im Allgemeinen. Sie werden jedoch für niedere Spannungen leichter sein als für höhere; für erstere erhält man ebenfalls größere Compressoren, und aus denselben Gründen wie oben leichtere Schwungräder und Maschinen. Immer werden Anlagen mit Expansionsarbeitsmaschinen möglichst kleinste Dampfmaschinen erhalten können, und die Luftleitungen können enger sein als in allen andern Fällen. Unverkennbar ist, daß für die niedern Luftspannungen in allen Fällen die größere Betriebsökonomie spricht; in den Anlagskosten fallen blos die geringern Kosten der Luftleitungen für höhere Spannungen ins Gewicht. Außerdem wurde auf die Nützlichkeit und Möglichkeit der Erwärmung der comprimirten Luft auf ihrem Wege zu den Arbeitsmaschinen hingewiesen; da aber Luft als Betriebsmittel recht theuer ist und nichts unversucht bleiben sollte, deren Kosten herabzumindern, so gibt vorstehende Untersuchung in dieser Richtung vielleicht eine willkommene Anregung zu eingehenden Versuchen.