Die Art wie die Versuche angestellt wurden, ist in unserm ersten Bericht ausführlich genug beschrieben. Die vorzüglichsten Punkte, welchen wir unsere Aufmerksamkeit widmeten, waren: 1) die Verdampfungskraft der Kohle; 2) ihre mechanische Structur; 3) ihr Volum, oder der Raum, welchen sie beim Stauen (Einmagaziniren) einnimmt, und 4) die chemische Zusammensetzung der untersuchten Steinkohlenarten. Hinsichtlich der experimentellen Bestimmung der Verdampfungskraft der Steinkohlen wurde das im ersten Berichte beschriebene Verfahren beibehalten; dem Verhalten jeder Kohlensorte während ihres Brennens wurde besondere Aufmerksamkeit geschenkt.

Es ist bekannt, daß jede Kohle eine andere Beschaffenheit des Rostes und selbst des Dampfkessels erfordert, um das Höchste zu leisten. Um diese kennen zu lernen, hätte jede Sorte unter verschiedenen Umständen geprüft werden müssen; und auch dieß wäre unnütz gewesen, wenn man nicht eine Reihe von Versuchen angestellt hätte, um die besondern jeder Kohle günstigsten Umstände zu ermitteln; die zu diesem Verfahren erforderliche Zeit und Kosten machten es ganz unausführbar. Doch konnten wir den Luftzug so regeln, wie er der Beschaffenheit jeder Kohle am zuträglichsten war.

Um diese Zwecke zu erreichen, wurde jede Kohle drei Tage nacheinander dem Versuche unterzogen und dabei der Zug jeden Tag anders gerichtet. Ebenso war auch bei den im ersten Bericht mitgetheilten Versuchen verfahren worden. Der Zug wurde in den Verhältnissen von 4 : 5 : 8, oder wo es die Umstände rathsam machten, von 1 : 2 : 4 abgeändert. Bei diesen Versuchen mit abgeändertem Zuge konnte man sich leicht überzeugen, wenn die von den Kohlen entweichenden Gase am ökonomischsten verbrannten. Das Mittel des dreitägigen Versuches aber gibt richtiger die durchschnittliche Verdampfungskraft für Dampfschiffe an, wo der richtige Zug von Umständen abhängt, die der Ingenieur nur bis zu einem gewissen Grad in seiner Gewalt hat.

Der verschiedene Luftzutritt hat auf jene Steinkohlen am meisten Einfluß, welche wegen ihres bituminösen Charakters schon bei der ersten Erhitzung eine große Menge gasförmiger Producte ausgeben können, wie die Steinkohlen von Northumberland, Durham und Lancashire; die mit solchen bei verschiedenem Luftzutritt angestellten Versuche bieten auch viel bedeutendere Unterschiede dar als die Versuche mit den weniger bituminösen Steinkohlen von Südwales. Bei den viel Gas entwickelnden Kohlen, z.B. der Wiganer Cannelkohle, fand man es sogar nothwendig, hinter der Feuerbrücke Luft eintreten zu lassen behufs der vollkommenern Verbrennung der entweichenden Gase.

Im Auftrag des verstorbenen ersten Lords der Admiralität wurden auch Versuche angestellt um zu ermitteln, inwiefern sich Gemenge von Anthracit mit bituminösen Kohlen bei der Fabrication künstlichen Brennmaterials als vortheilhaft bewähren. Da uns der zur Bereitung des contractmäßigen Brennmaterials für die königl. Werfte dienende Apparat zu Gebote gestellt wurde, so haben wir mehrere Gemenge dargestellt und unter dem Dampfkessel probirt. Dabei überzeugten wir uns, daß die Vortheile solcher Mengungen nicht so groß sind, daß ihre Einführung zu empfehlen wäre. Der kittende Theer, obschon durch die Hitze der Kohksöfen, worin das zubereitete Brennmaterial erhitzt wurde, theilweise verkohlt, war um so viel brennbarer als der dichte und nur schwer verbrennende Anthracit, daß letzterer nach der Verbrennung des erstem zurückblieb; derselbe sammelte sich daher auf den Roststangen als Pulver an und verstopfte den Zug, oder er fiel, der Verbrennung entgehend, durch den Rost. Wieder in das Feuer geworfen, hemmte er den Luftzug und verhinderte so das Brennmaterial seinen Dienst zu leisten. Die Verdampfungskraft des so bereiteten Brennmaterials wurde allerdings in dem Grade höher gefunden, als der Gehalt von fixem Kohlenstoff größer war; dieß schien jedoch davon herzurühren, daß das Brennmaterial mehr von den Charakteren des dabei verwendeten Anthracits oder der Kohks angenommen hatte.

Tab. I. – Die praktischen Werthe der Steinkohlen.

Textabbildung Bd. 114, S. 347 Namen der zu den Versuchen angewandten Steinkohlen; Praktische Verdampfungskraft od. Anzahl der Pfde. Wassers, welche durch 1 Pfd. Steinkohl. von 212° F. (80° R.) an verdampft wurden; Gewicht eines Kubikfußes der Steinkohle, wie sie als Brennmaterial dient; Gewicht eines Kubikfußes der Steinkohle, nach der Dichtigkeit berechnet; Verhältniß von B zu C oder des nutzbaren zum theoretischen Gewicht; Unterschied nach Procenten zwischen dem theoretischen und nutzbaren Gewicht; Raum, welchen eine Tonne in Kubikfußen einnimmt (nutzbares Gewicht); Cohäsionskraft der Steinkohlen (nach Procenten großer Steinkohlen); Verdampfungskraft der Steinkohle nach Abzug der brennbaren Materie im Rückstand; Gewicht des durch 1 Kubikfuß Steinkohle von 80° R. an verdampften Wassers; Verhältniß der Verdampfung oder Anzahl der in 1 Stunde verdampften Pfunde Wassers; A; B; C; D; E; F; G; H; I; K; Pfd.; Mittel; Walliser Steink.; Thomas' Merthyr; Nixon's Merthyr; Hill's Plymouth Work; Aberdare Co's Merthyr; Gadly Nine-feet Seam; Neath Abbey; Gadly Four-feet Seam; Llynvi; Rock Vawr; Lancashire Steink.; Balcarres Arley; Blackley Hurst; Blackbrook Little Delf; Rushy Park Mine; Blackbrook Rushy Park; Johnson and Wirthington's Rushy Park; Laffak Rushy Park; Balcarres Haigh Yard; Cannel (Wigan); Balcarres Lindsay; Balcarres Five-feet; Johnson and Wirthington's Sir John

Textabbildung Bd. 114, S. 348 Namen der zu den Versuchen angewandten Steinkohlen; Praktische Verdampfungskraft od. Anzahl der Pfde. Wassers, welche durch 1 Pfd. Steinkohl. von 212° F. (80° R.) an verdampft wurden; Gewicht eines Kubikfußes der Steinkohle, wie sie als Brennmaterial dient; Gewicht eines Kubikfußes der Steinkohle, nach der Dichtigkeit berechnet; Verhältniß von B zu C oder des nutzbaren zum theoretischen Gewicht; Unterschied nach Procenten zwischen dem theoretischen und nutzbaren Gewicht; Raum, welchen eine Tonne in Kubikfußen einnimmt (nutzbares Gewicht); Cohäsionskraft der Steinkohlen (nach Procenten großer Steinkohlen); Verdampfungskraft der Steinkohle nach Abzug der brennbaren Materie im Rückstand; Gewicht des durch 1 Kubikfuß Steinkohle von 80° R. an verdampften Wassers; Verhältniß der Verdampfung oder Anzahl der in 1 Stunde verdampften Pfunde Wassers; A; B; C; D; E; F; G; H; I; K; Pfd.; Mittel; Newcastler Steink; Andrew's House, Tanfid; Newcastle Hartley; Hetley's Hartley; Bate's West Hartley; Buddle's West Hartley; Hasting's Hartley; Carr's Hartley; Davison's West Hartley; North Percy Hartley; Haswell Coal Company's Steamboat Wallsend; Derwentwater's Hartl.; Original Hartley; Cowpen u. Sidney ditto; Schottische Steink.; Wellewood; Eglinton; Staveley (Derbyshire); Conception Bay (Chili); Lyon's Patent Fuel

Die in dieser Tabelle angegebenen Resultate gewähren eine allgemeine Uebersicht des relativen Werths der untersuchten Kohlen. Es kann übrigens eine Kohle nach dieser Tabelle eine große Verdampfungskraft besitzen, und doch so träge brennen und so große Aufmerksamkeit von Seite des Heizers erfordern, um das höchste Resultat zu erlangen, daß die Berücksichtigung des Verdampfungswerthes allein ihr einen höhern Rang anweisen würde, als wozu sie berechtigt ist; man kann aber in einem Auszug nicht alle speciellen Eigenthümlichkeiten einer Kohle angeben.

Tab. II. – Mittlere Zusammensetzung durchschnittlicher Steinkohlenproben. Tab. III. Heizwerthe.

Textabbildung Bd. 114, S. 349 Namen der zu den Versuchen angewandten Steinkohlen; Specifisches Gewicht; Kohlenstoff; Wasserstoff; Stickstoff; Schwefel; Sauerstoff; Asche; Von jeder Kohle zurückgebliebene Kohks in Procenten; Menge Bleies, welche durch 1 Thl. Kohle reducirt wird; Sauerstoff, welcher durch einen Theil Kohle der Bleiglätte entzogen wird; Walliser Steinkohlen; Thoma's Merthyr; Nixon's Merthyr; Hill's Plymouth Works; Aberdare Co.'s Merthyr; Gadly Nine-feet Seam; Neath Abbey; Gadly Four-feet Seam; Llynvi; Rock Vawr; Lancashire Steink.; Balcarres Arley; Blackley Hurst; Blackbrook Little Delf; Rushy Park Mine; Blackbrook Rushy Park; Johnson and Wirthington's Rushy Park; Laffak Rushy Park; Balcarres Haigh Yard; Cannel (Wigan); Balcarres Lindsay; Balcarres Five-feet; Johnson and Wirthington's Sir John; Newcastler Steink.; Andrew's House, Tanfid.; Newcastle Hartley; Hedley's Hartley; Bate's West Hartley; Buddle's West Hartley; Hasting's Hartley; Carr's Hartley; Davison's West Hartley; North Percy Hartley; Haswell Coal Company's Steamboat Wallsend; Derwentwater's Hartley; Original Hartley; Cowpen and Sidney ditto

Textabbildung Bd. 114, S. 350 Namen der zu den Versuchen angewandten Steinkohlen; Specifisches Gewicht; Kohlenstoff; Wasserstoff; Stickstoff; Schwefel; Sauerstoff; Asche; Von jeder Kohle zurückgebliebene Kohks in Procenten; Menge Bleies, welche durch 1 Thl. Kohle reducirt wird; Sauerstoff, welcher durch einen Theil Kohle der Bleiglatte entzogen wird; A; B; C; D; E; F; G; H; Schottische Steink.; Wellewood; Eglinton; Staveley (Derbyshire); Fremde Steinkohlen; Conception Bay (Chili); Sydney, N. S. W.; Port Famine; Chirique; Laredo Bay; Sandy Bay, 1 (Patagonia); Sandy Bay, 2 (Patagonia); Talcahnano Bay; Vancouver's Island; Colcurra Bay (Chili); Lyon's Patent-Brennm.

Hinsichtlich der Auswahl der Brennmaterialien zu den Versuchen für diese Tabellen wurde gerade so verfahren wie früher. In den verschiedenen Häfen in der Nähe der Kohlenlager erkundigte man sich sorgfältig, welche Kohlensorten zur Dampfschifffahrt ausgeführt werden; bei den Dampfschifffahrts-Gesellschaften, welche die Kohlen aus diesem Districte zu nehmen pflegen, wurden ebenfalls Erkundigungen eingezogen und der örtliche Charakter dieses Brennmaterials ermittelt. An die Eigenthümer solcher Kohlen wurden dann Circulare gesendet, worin man ihnen den Zweck der Untersuchung darlegte und sie ersuchte, zwei Tonnen zu den Versuchen zu liefern. In den meisten Fällen wurde dem Gesuch sogleich entsprochen. Es vertrug sich nicht mit unsern Instructionen, auch Käufe zu machen, da es der Brauch ist, daß die Steinkohlen für amtliche Versuche kostenfrei geliefert werden. Es ist daher möglich, daß vortreffliche Kohlensorten nicht in unsere Liste kamen, weil entweder die Eigenthümer unserm Ersuchen nicht entsprachen, oder wir bei unsern eigenen Nachforschungen nur mangelhafte Aufschlüsse erhielten. Alle Mangelhaftigkeiten dieser Art bemühten wir uns, wenn wir darauf kamen, wieder gut zu machen; so kommen in diesem Bericht mehrere Steinkohlen aus den Südwaliser Gebirgen vor, die wir erst seit Veröffentlichung unseres ersten Berichts zugesandt erhielten. Die eigenthümliche Beschaffenheit der verschiedenen Steinkohlen wurde durch die chemische Analyse ermittelt. Der Hauptunterschied zwischen den Versuchen in praktischer und in chemischer Hinsicht besteht darin, daß zu den ersten mehrere Centner, zu den letztern nur einige Grane erforderlich sind. Man muß daher nothwendig darauf sehen, daß diese wenigen Grane den durchschnittlichen Zustand der Steinkohle darbieten. Um diesen Zweck sicher zu erreichen, wird eine große Menge der Kohle in Pulver verwandelt und mittelst Durchschlagens durch Siebe von verschiedener Größe gut gemengt; die auf den weitern Maschen zurückbleibenden größern Bruchstücke werden wieder gepulvert, so daß sie durch die feinern Siebe fallen und ganz unter das Uebrige gemengt werden können. Die Probe wird dann aus diesem durchschnittlichen Gemenge genommen. Die Erfahrung hat ergeben, daß man so mit kleinen Quantitäten vollkommen übereinstimmende Resultate erhält; stellt man hingegen die chemischen Versuche mit großen Quantitäten an, so erhält man wegen unvollkommener Verbrennung selten übereinstimmende Zahlen. Diese analytischen Resultate sind in Tab. II zusammengestellt; dieselbe enthält auch einige werthvolle Analysen ausländischer Kohlen, welche uns von der Admiralität mitgetheilt wurden.

Tab. IV. – Die Expansion des Wassers im Dampfkessel bei verschiedenen Temperaturen.

Textabbildung Bd. 114, S. 351 Temperatur des Wassers nach Fahrenh.; Verhältniß des scheinbaren zum wirklichen Gewicht; Wirkliches Gewicht des Wassers im Dampfkessel, wenn er bis zum Normalpunkt angefüllt ist; Unterschied zwischen dem wirklichen u. dem scheinbaren Gewicht; Temperatur des Wassers nach Fahrenh.; Verhältniß des scheinbaren zum wirklichen Gewicht; Wirkliches Gewicht des Wassers im Dampfkessel, wenn er bis zum Normalpunkt angefüllt ist; Unterschied zwischen dem wirklichen u. dem scheinbaren Gewicht; Pfd.

Man kann den Heizwerth der Kohlen innerhalb gewisser Fehlergränzen durch die zu ihrer Verbrennung erforderliche Menge Sauerstoffs ausdrücken, welche man durch Erhitzen der Kohlen mit überschüssiger Bleiglätte bestimmt, indem dieses Oxyd die zur Verbrennung der Kohle erforderliche Menge Sauerstoffs liefert; da aber der Schwefelgehalt der Steinkohlen, obgleich er die wärmeerzeugende Einheit vergrößert, in vielen Beziehungen nicht wünschenswerth ist, so muß man die Tabelle um die durch ihn reducirte Menge Bleies corrigiren. Diese Correction wurde für Tab. III zwar nicht vorgenommen, kann aber recht leicht gemacht werden mittelst folgender Formel: (L – (s × 0,77))/2 worin L die Anzahl der Grane Bleies ausdrückt, welche durch 5 Grane Steinkohle reducirt wurden, und s den Procentgehalt an Schwefel, wie ihn die Columne E der Tabelle II angibt.

Diese Correction wurde deßwegen nicht vorgenommen, weil man es vorzog, das wirkliche Resultat des Versuchs mitzutheilen, indem sie innerhalb der Fehler wiederholter Versuche hineinfiele. In den meisten Fällen beträgt nämlich der durch Schwefelkies entstehende Fehler 0,1 bis 0,19 Procent des erhaltenen reducirten Bleies; da nun diese Menge geringer ist als der Unterschied zwischen drei aufeinanderfolgenden Versuchen, so fällt er offenbar innerhalb der Gränzen des Irrthums, und kann folglich für das praktische Resultat vernachlässigt werden.

Der nächste Bericht wird die übrigen noch zu untersuchenden Kohlen enthalten. Die Untersuchung wird in derselben Weise fortgeführt, wie bisher, und die Experimente werden von Hrn. J. Arthur Phillips unter unserer Oberaufsicht angestellt. Die chemischen Analysen leitete Hr. How bis zu seiner Versetzung nach Edinburgh, worauf sie von Hrn. T. T. Phillips übernommen wurden.

Tab. V.

Textabbildung Bd. 114, S. 353 100theiliger Luftthermometer; Anzahl der Wärmeeinheiten, die durch 1 Pfd. Wasser beim Sinken von T auf 0° frei werden; Fahrenheit'sches Luftthermometer; Anzahl der Wärmeeinheiten, die in 1 Pfd. Wasser bei T° enthalten sind; Mittlere specifische Wärme des Wassers zwischen 0° und T Cels., oder zwischen 32° und T Fahrenheit; Spec. Wärme des Wassers von T bis T + dT;  Latente Wärme des bei der Temperatur T gesättigten Dampfes; Centigr.; Fahrenh.

Tab. VI. – Correction für die Expansion und Contraction des Wassers in den Reservoirs, 70° F. als Normal-Temperatur angenommen.

TemperaturnachFahrenheit. WirklichesGewicht einerEinheitWassers. TemperaturnachFahrenheit. WirklichesGewicht einerEinheitWassers. TemperaturnachFahrenheit. WirklichesGewicht einerEinheitWassers.   40° 1,001464   54° 1,001196   68° 1,000178 42 1,001451 56 1,001094 70 1,000000 44 1,001439 58 1,000992 72 1,999763 46 1,001426 60 1,000890 74 1,999527 48 1,001414 62 1,000712 76 1,999290 50 1,001401 64 1,000534 78 1,999054 52 1,001294 66 1,000356 80 1,998818

Indem Wir die gütige Unterstützung derjenigen, welchen es um Förderung dieser Untersuchung zu thun war, dankbar anerkennen, müssen wir ganz besonders der uneigennützigen und großen Dienste erwähnen, welche uns Hr. Samuel Hocking erwies, dessen tiefer Kenntniß der Cornwallis'schen Dampfkessel wir viele Belehrung und die persönliche Ueberwachung der Einsetzung des bei diesen Untersuchungen benützten Dampfkessels verdanken.