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Dampfverlust [1]

[154] Dampfverlust durch Abkühlung. Der Wärmeverlust einer begehenden Leitung von Anfang bis Ende ergibt sich aus V = λ₁ D – λ₂ (D – K) = D (λ₁ – λ₂) + K · λ₂. Hierin ist D die stündliche Dampfmenge, λ₁D der Wärmeinhalt des Dampfes am Anfang, λ₂ (D – K) am Ende der Leitung und K das stündliche Niederschlagwasser.

Für nackte Leitungen berechnet sich der Gesamtwärmeverlust in der Stunde aus

Für umhüllte Leitungen beträgt der Wärmeverlust in Wärmeeinheiten pro 1 qm in der Stunde auf die Oberfläche der nackten Leitung bezogen:

und der Gesamtwärmeverlust Q = F · Q₁ = c_pm · D · δ.

In den beiden Gleichungen bedeutet F die Oberfläche der nackten Leitung in Quadratmeter, δ den Temperaturabfall in der Leitungsstrecke in °C, t_d die Dampftemperatur am Anfang der Leitung, t_l die Lufttemperatur, D die stündliche Dampfmenge in Kilogramm, α_d den Wärmeübergangskoeffizienten zwischen Dampf und Wand = 150, α₁ den Wärmeübergangskoeffizienten zwischen Oberfläche der Isolierung und Luft = 6 bis 8, k den Wärmedurchgangskoeffizienten zwischen Dampf und Luft, c_pm die mittlere spezifische Wärme des Dampfes zwischen den Temperaturen t_d und (t_d – δ), λ den Wärmeleitungskoeffizienten der Umhüllung = 0,15 bis 0,08, mit der Temperatur zunehmend ([1]–[3]), d den Durchmesser der Rohrleitung innen in Meter, d_a den Durchmesser der Rohrleitung außen, d^u den Durchmesser der Umhüllung. S. auch [6], [7].

Eberle, Zeitschr. d. Ver. deutsch. Ing. 1908, S. 539 f., gibt für den Wärmedurchgang k vom Dampf an Luft in Wärmeeinheiten pro 1 qm Rohrfläche und 1° C. Temperaturunterschied in der Stunde für eine Dampfgeschwindigkeit von 25 m/Sek., α = 150 und 20° C. Lufttemperatur bei nackter Leitung von 70 mm Durchmesser, für Sattdampf von 100 bis 200° C. k = 11,78 bis 15,80, für Heißdampf von 100 bis 400 C. k = 11,6 bis 22,6. Bei umhüllter Leitung fand Eberle für Sattdampf von 100 bis 200°C. bei nicht umhüllten Flanschen 3,07 bis 3,39, bei umhüllten Flanschen k = 2,3 und für Heißdampf von 100 bis 400° C. bei nicht umhüllten Flanschen 2,75 bis 4,96 und bei umhüllten Flanschen 2,06 bis 3,46. Durch die Isolierung wurde erzielt für Sattdampf von 100 bis 200° C. bei nicht umhüllten Flanschen eine Wärmeersparnis von 74,0 bis 78,6%, bei umhüllten Flanschen eine solche von 80,4 bis 85,4% und für Heißdampf von 100 bis 400° bei nicht umhüllten Flanschen eine Ersparnis von 76,3 bis 78% und bei umhüllten Flanschen eine solche von 82,3 bis 84,7%. Die Isolierung bestand aus schmalen Bändern aus Kieselgurmasse, auf welche 50 mm starke Schalen aus poröser gebrannter Masse so aufgelegt waren, daß zwischen Rohr und Schale ca. 5 mm Luftschicht verblieb. Die Fugen zwischen den Schalen waren mit Kieselgur gedichtet. Diese Isolierung bedeutet eine gute mittlere Ausführung; die Angaben können, falls nicht für spezielle Isolierungsarten besondere Werte vorliegen, allgemein benützt werden. Weiteres s. [4]–[6].

Nach den neuen Normalien zu Rohrleitungen für Dampf von hoher Spannung, aufgestellt vom Verein deutscher Ingenieure u.s.w., s. [8], bei denen die Lochkreisdurchmesser der alten Normalien beibehalten wurden, fallen vor allem die Flanschenverbindungen gegenüber den alten Normalien wesentlich leichter aus. Sie gelten für Rohre von 25 bis 400 mm Durchmesser, für einen Betriebsdruck bis 20 Atm. und für eine Dampftemperatur bis 400° C. Die Verbindungen für Kupferrohre sowie die Verbindungsteile aus Bronze sind in diese Normalien nicht mehr aufgenommen worden, weil sie für überhitzten Dampf nicht empfohlen werden können. Für Ventilkörper und Formstücke ist bei Temperaturen bis 220° C. gewöhnliche Bronze zulässig, vorausgesetzt, daß sie bei Zimmertemperatur eine Zugfestigkeit von mindestens 2000 kg/qcm bei wenigstens 15% Dehnung besitzt. Bei Verwendung von Legierungen für höhere Temperaturen wird die Ermittlung der Festigkeitseigenschaften bei der in Betracht kommenden [154] Temperatur empfohlen. Weiter ist die Konstruktion der Flansche mit Dichtungsnuten weggelassen worden; die Abmessungen der Vordringe und Flanschen gestatten jedoch auch die Herstellung von Nut und Sender. Für die Rohrverbindungen sind Winkelflanschen für alle Durchmesser und für Drücke bis 20 Atm. zulässig. Die Verbindung der Flanschen mit den Rohren mittels Lötung allein ist nicht zulässig; die Sicherung der Flanschen gegen Abschieben muß durch Schweißen oder Nieten, durch Einwalzen, mittels Gewindes oder durch Umbördeln erfolgen. Für Wandstärken größer als 8 mm wird, falls maschinelle Vorrichtungen zum Einwalzen nicht vorhanden sind, Nietung empfohlen. Das Aufschweißen von Vordringen ist bis 250 mm Rohrweite zulässig, Vorschweißen von Vordringen empfiehlt sich nur für größere Rohrweiten. In Verbindung mit Vordringen kommen lose Flanschen mit Flach- und Schrägsitz zur Anwendung.

Literatur: [1] Nusselt, Zeitschr. d. Ver. deutsch. Ing. 1908, S. 906 f. – [2] Gröber, ebend. 1910, S. 1323. – [3] Poensgen, ebend. 1912, S. 1656. – [4] Eberle, ebend. 1908, S. 539 f. sowie Mitteilungen über Forschungsarbeiten, Heft 78. – [5] Zeitschr. des bayrischen Revisionsvereins 1909, S. 103 f. – [6] G. Herberg, Feuerungstechnik und Dampfkesselbetrieb, Berlin 1913. – [7] C. Lányi, Berechnung der Dampfkessel, Feuerungen, Ueberhitzer und Vorwärmer, Essen 1911. – [8] Zeitschr. d. Ver. deutsch. Ing. 1912, S. 1480 f.

R. Stückle.