Titel: [Kleinere Mittheilungen.]
Fundstelle: Band 292, Jahrgang 1894, Miszellen, S. 71
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[Kleinere Mittheilungen.] Kleinere Mittheilungen. Zur Bemessung des Winddrucks. Die Deutsche Bauzeitung schreibt S. 147 d. Jahrgangs: Die Verheerungen, welche der 6tägige Sturm im Februar 1894, namentlich der Orkan vom 12. Februar verursachte, und die Beobachtungen, welche über die Geschwindigkeiten und Druckverhältnisse des Windes in dieser Sturmperiode von der Hamburger Seewarte und an anderen Orten gemacht wurden, lassen es angezeigt erscheinen, die Frage aufzuwerfen, in wie weit die bisherigen Annahmen über die Grösse des Winddruckes den thatsächlichen Verhältnissen entsprechen. Nach einem Gutachten der Akademie des Bauwesens vom 13. Juli 1889 genügt, abgesehen von besonders hohen und exponirten Bauten, die Annahme eines Winddruckes von 125 k für 1 qm auf eine zur Windrichtung senkrechte Fläche, während für eine geneigte Fläche dieser Druck mit dem Quadrat des Sinus desjenigen Winkels zu multipliciren ist, welchen die Windrichtung mit der Fläche bildet. Es wird in diesem Gutachten hervorgehoben, dass diese Annahme den stärksten bisher im Binnenlande beobachteten Stürmen entspräche und dass nicht bekannt geworden sei, dass unter Zugrundelegung dieser Zahl berechnete und richtig construirte Bauten durch Winddruck umgestürzt oder zerstört worden seien. Ob bei dem Februar-Sturme der Zusammenbruch verschiedener Thürme, Fabrikschornsteine u.s.w. nur auf ungenügende Annahmen bezüglich der Höhe des Winddruckes oder auch auf andere Umstände zurückzuführen ist, wird sich mit Sicherheit nur sehr schwer feststellen lassen. Sicher ist dagegen, dass die Geschwindigkeiten des Windes, welche bei dem Februar-Sturme beobachtet wurden, und die ausgeübten Pressungen die üblichen Annahmen weit übersteigen. Nach Beobachtungen der Hamburger Seewarte, welche der Hamburgische Correspondent mittheilt, sind dort in den einzelnen Windstössen Geschwindigkeiten von über 40 m in 1 Secunde und in längeren Zeiträumen Geschwindigkeiten zwischen 36 und 40 m ermittelt worden. Die Druckmesser zeigten mehrfach über 150 k Druck für 1 qm und es ist anzunehmen, dass die Pressungen thatsächlich noch grösser waren, da die vorhandenen Apparate bei 150 k an der Grenze ihrer Leistungsfähigkeit angelangt waren. Aehnliche Verhältnisse haben auch im Binnenlande vorgelegen. Steht hiernach fest, dass die üblichen Annahmen für die Grössen des Winddruckes thatsächlich zu niedrig gegriffen sind, so besteht die Unklarheit bezüglich der richtigen Bemessung desselben nach wie vor weiter fort. Die bisherigen unmittelbaren Messungen des Winddruckes können als zuverlässig nicht angesehen werden, da sie nicht in genügendem Umfange ausgeführt sind und da namentlich die bei kleinen Versuchsflächen gefundenen Ergebnisse nicht ohne weiteres auf grössere Flächen übertragen werden können. Es bleibt also vorläufig nichts übrig, als wie bisher die Drucke aus der leichter zu messenden Geschwindigkeit zu berechnen. Aber hier fehlt es dann wieder an genügenden Versuchen, aus denen mit Sicherheit das Verhältniss zwischen Druck und Geschwindigkeit abgeleitet werden kann. Bekanntlich berechnete man bisher den Druck des Windes auf eine zu seiner Richtung senkrecht stehende Fläche aus der Geschwindigkeit nach der alten Weissbach'schen, von Hagen verbesserten Formel P=\zeta\,.\,\gamma\,.\,\frac{F\,.\,v^2}{2\,g}, wo γ das Gewicht von 1 cbm Luft in Kilogramm, F die vom Winde getroffene Fläche in Quadratmeter, v die Geschwindigkeit des Windes in Meter in 1 Secunde, g die Beschleunigung der Schwere = 9,81 und ζ einen sogen. Erfahrungs-Coëfficienten bedeutet, der nach Grösse und Gestalt der getroffenen Fläche zwischen 1,25 und 3 schwanken soll und gewöhnlich zu 1,86 angenommen wird. Setzt man in dieser Formel ζ = 1,86; γ = 1,293 k (für trockene Luft bei 0° und 760 mm Quecksilberdruck), so folgt P = 0,12248 v2. Bei 40 m Geschwindigkeit ergibt sich dann ein Druck von 196 k für 1 qm. Die Richtigkeit dieser Formel wird neuerdings angezweifelt. Nach Versuchen von Oberingenieur Friedrich Ritter von Lössl (Zeitschrift des österreichischen Ingenieur- und Architektenvereins, 1881 S. 103 u. ff.) soll sich einfach ergeben P=\gamma\,\frac{F\,.\,v^2}{g}, d.h. es würde im unbegrenzten Raume dieselbe Formel gelten wie für den Stoss einer begrenzten Flüssigkeitssäule, der Druck wäre unabhängig von der Gestalt der Fläche und der Druck auf die Flächeneinheit für kleine oder grosse Flächen derselbe. Nach dieser Formel würden sich für 40 m Geschwindigkeit sogar 211 k Druck für 1 qm ergeben. Untersuchungen von anderer Seite haben es sogar zweifelhaft erscheinen lassen, ob das alte Newton'sche Gesetz von der Proportionalität des Druckes mit dem Quadrat der Geschwindigkeit thatsächlich richtig ist, oder ob nicht vielmehr noch ein schnelleres Anwachsen vorhanden ist. Jedenfalls aber steht fest, dass auch die Berechnung des Winddruckes aus der Geschwindigkeit in der jetzt üblichen Weise unsicher ist und dass es demgemäss überaus wünschenswerth wäre, wenn von berufener Seite durch Versuche in grossem Maasstabe das thatsächliche Verhältniss zwischen Windgeschwindigkeit und Druck festgestellt würde. Herrscht, wie im Vorhergehenden ausgeführt, schon grosse Unsicherheit bezüglich des Druckes, welchen der Wind auf eine normal zu seiner Richtung stehende Fläche ausübt, so ist dies in noch erhöhtem Maasse der Fall für eine zur Windrichtung geneigte Fläche. Bisher war es üblich zu setzen: P1 = P sin2α, wo P den Druck auf die normale Fläche bedeutet und α der Winkel zwischen Windrichtung und Fläche ist. Nach den Beobachtungen von Lössl verringerte sich der Druck auf die geneigte Fläche dagegen nur nach dem einfachen Sinus des Winkels, d.h. es ist zu setzen: P1 = P sin α. Dies wird im Wesentlichen bestätigt durch die rein theoretischen Untersuchungen von Lord Rayleigh (vgl. die Mittheilungen und Untersuchungen von E. Gerlach im Civilingenieur, 1885 S. 78 u. ff.). Hiernach ist die Abnahme des Druckes mit der Neigung der Fläche eine noch etwas geringere, nämlich es ist: P_1=P\,\frac{4+\pi}{4+\pi\,sin\,\alpha}\,sin\,\alpha zu setzen. In der nachstehenden Tabelle sind für die Neigungswinkel von 10 zu 10° die nach den 3 Formeln bei 200 k Druck für 1 qm auf die normal zur Windrichtung stehende Fläche berechneten Druckverhältnisse zusammengestellt, woraus ersichtlich ist, dass die beiden neueren Formeln für kleine Winkel recht erhebliche Abweichungen von den alten Ergebnissen zeigen. Druck auf die geneigte Fläche bei 200 k Druck auf die normale Fläche. Neigungswinkel Alte Formel Nach Lössl Nach Rayleigh 10°     6 k   35 k   55 k 20°   23 k   68 k   96 k 30°   50 k 100 k 128 k 40°   83 k 129 k 146 k 50° 117 k 153 k 171 k 60° 150 k 173 k 184 k 70° 177 k 188 k 193 k 80° 194 k 197 k 198 k Mit Rücksicht auf die grössere Uebereinstimmung, welche die nach Versuchen ermittelte Lössl'sche und die rein theoretisch berechnete Formel von Rayleigh zeigen, haben letztere jedenfalls die Wahrscheinlichkeit der grösseren Annäherung an die thatsächlichen Verhältnisse für sich, und man wird gut thun, eine von ihnen anzuwenden. Es wird dabei genügen, die einfachere Lössl'sche Formel den Berechnungen zu Grunde zu legen. Aber auch hier mangelt es noch an den genügenden Versuchen, um die Wahrscheinlichkeit zur Sicherheit zu machen. Wir können also nur den Wunsch wiederholen, dass durch umfangreiche Versuche, die naturgemäss von privater Seite nicht ausgeführt werden können, diese für den Techniker so überaus wichtige Frage in befriedigender Weise gelöst werden möge. Gewinnung und Verbrauch von Platin. Nach der Erfindung der elektrischen Glühlampe im J. 1880 hat sich der Platinverbrauch in Europa und Amerika rasch gesteigert, obgleich die für jede Lampe nöthige Platinmenge nach und nach bedeutend verringert wurde. Die ersten Edison-Lampen enthielten 53 mg Platin, die ersten Sawyer-Mann-Lampen über 100 mg. Jene enthalten jetzt kaum 8 mg und diese gar kein Platin; ebenso haben Siemens und Halske die Menge möglichst ermässigt. Trotzdem ist der Platinverbrauch zu Glühlampen seit 1880 auf 1705 k im J. 1892 gestiegen. Sollte die Sawyer-Mann-Lampe Erfolg haben, was man übrigens noch nicht weiss, so könnte das Platin für diesen Zweck vielleicht ganz überflüssig werden. Andererseits aber kann man einwenden, dass grosse auf die Platinbenutzung begründete Lampenfabriken so wenig davon verwenden, dass dessen Werth nur 5 Proc. desjenigen der Lampe beträgt. Deshalb wird der Bedarf dieser Industrie wahrscheinlich eher wachsen als sinken. Ausserdem gibt es noch zwei wichtige Verwendungen des Platins, zu den Concentrationsapparaten für Schwefelsäure und zur Zahntechnik. In den letzten Jahren wurden hierfür 2480 k berechnet. Die Säurefabrikation scheint sich zu vergrössern, und wenn auch Glas zum Theil Platin zu ersetzen beginnt, so ist die Annahme doch berechtigt, dass man immer mehr Platin nöthig haben wird. Die Zahnärzte werden dieses Metall wahrscheinlich immer anwenden, weil es das einzige ist, welches Schwerschmelzbarkeit, Geschmeidigkeit und. Stärke mit einander verbindet. Allein in England und Amerika verbraucht man 1860 k, und diese Menge erhöht sich jährlich wahrscheinlich um 2 bis 3 Proc. Zu anderen Zwecken, chemischen Tiegeln u.s.w., hat man jährlich ungefähr 620 k nöthig. Alles in Allem werden also 6680 k erforderlich sein; diesen Bedarf deckt altes Platin mit 30 bis 40 Proc. so dass 4000 bis 4700 k zu gewinnen bleiben. Viele Jahre hat der Ural den grössten Theil (92 Proc.) dieses Bedarfes geliefert, aber wie lange wird das dauern? – Nach der amtlichen Statistik hat die russische Platinproduction im J. 1887 ihren Höhepunkt erreicht; dann fiel sie auf 2700 k und verblieb auf dieser Höhe bis 1891 unverändert, in welchem Jahre sie zufolge des abnorm hohen Metallpreises auf 4226 k stieg. Aber viele der alten Uralgruben sind jetzt erschöpft, und man glaubt, dass der Höhenpunkt der russischen Platingewinnung bereits überschritten ist. Man muss sich deshalb nach neuen Bezugsquellen umsehen, und solche sind Columbien, Britisch-Columbien und die Vereinigten Staaten. Gegenwärtig gewinnt man in Columbien jährlich 125 k und zwar nur durch Waschen. Das platinführende Gebiet ist sehr ausgedehnt, wenn verhältnissmässig auch arm, und eignet sich zum Wäschereibetriebe theilweise ganz gut. Ein nicht unbedeutendes amerikanisches Kapital ist dort schon angelegt, und man kann wohl annehmen, dass Columbia ein wichtiges Productionsgebiet werden wird. Das einzige, einigermaassen bedeutende Fundgebiet Britisch-Columbiens bildet der Talameefluss. Eine Gesellschaft für Platingewinnung hat sich bereits gebildet, aber der Erfolg ist noch ein geringer und bestand in etwa 65 k Metall. In den Vereinigten Staaten hat man viele Versuche gemacht, Platin zu finden, aber ohne besonderen Erfolg. In den Wäschen Californiens und Oregons hat man Platin als zufällige Beimengung angetroffen. Vielleicht könnte man in Californien Platin gewinnen, wenn die dortige Gesetzgebung das Auswaschen nicht verhinderte. (Teknisk Tidskrift nach Eisenzeitung.) Kohlensäure-Motoren. Zu den vielen vorhandenen Krafterzeugern für den Betrieb von Maschinen im Allgemeinen und von Strassenbahnen insbesondere hat sich neuerdings die flüssige Kohlensäure gesellt. Ein Verfahren zur Ausnutzung der Kraft der in den Gaszustand zurückkehrenden Kohlensäure hat die New Power Co. in New York patentirt erhalten. Jeder Wagen führt einen Kessel mit flüssiger Kohlensäure mit, in welchem ein Druck von 70 k auf 1 qc herrscht. Die Säure gelangt in den erforderlich kleinen Mengen in die Treibcylinder, expandirt hier und setzt die Kolben in Bewegung. Der Verbrauch beträgt angeblich 4,5 k für die Pferdekraft und einen Zeitraum von 24 Stunden. Eine Pferdekraft käme also auf 1,20 M. täglich zu stehen. (Zeitschrift für Berg- und Hüttenwesen.) Die Ausbreitung der englischen Sprache. Zu Anfang des jetzigen Jahrhunderts wurde die Zahl der englisch redenden Bewohner der Erde auf 21000000 berechnet, während französisch von 31500000, deutsch von 30000000, russisch von 31000000 und spanisch von 26000000 Menschen gesprochen wurde. Selbst die italienische Sprache wurde von ¾ so vielen Menschen gebraucht und die portugiesische von ⅜ so vielen als die englische. Jetzt sprechen englisch 125000000, französisch 50000000, deutsch 70000000, spanisch 40000000, russisch 70000000, italienisch 30000000 und portugiesisch 13000000. Englisch wird gegenwärtig von fast zweimal so vielen Menschen gesprochen als irgend eine andere Sprache, und die englische Sprache breitet sich allem Anschein nach noch immer mehr aus. Auf dem nordamerikanischen Continent und in fast ganz Australien ist die englische Sprache zur Herrschaft gelangt. Nordamerika allein wird bald 100000000 englisch redende Einwohner besitzen, während Grossbritannien und Irland 40000000 zählt. Dieselbe rasche Ausbreitung zeigt die englische Sprache in Süd-Afrika und Indien. Das sind schlechte Aussichten für die Volapükisten. (Metallarbeiter.) Bücher-Anzeigen. Mittheilungen über technische Einzelheiten. Verkehr und wirthschaftliche wie militärische Bedeutung der neuen Mittellandwasserstrasse. Der binnenländische Rhein-Weser-Elbe-Kanal nach den neuesten Entwürfen. Im Auftrage des Vereins für Hebung der Fluss- und Kanalschiffahrt für Niedersachsen zu Hannover unter Mitwirkung des Vorstandes herausgegeben von F. Geck. Hannover. Schmorl und v. Seefeld Nachf. 43 S. und 2 Karten. 1,20 M. Officieller Bericht über die internationale elektrotechnische Ausstellung in Frankfurt a. M. 1891. II. Band. Bericht über die Arbeiten der Prüfungscommission. In deren Auftrag herausgegeben durch die Redactionscommission. Mit 155 Textillustrationen und einer Tafel Farbendruck. Frankfurt a. M. J. D. Sauerländer's Verlag. 456 S. Endlich ist der Schluss des officiellen Berichtes erschienen und liegt in gegenwärtigem Bande vor. Gewiss wäre es für die Interessenten erwünscht gewesen und hätte auch mehr im Interesse von Ausstellern und Käufern gelegen, wenn die Herausgabe in kürzerer Frist bewerkstelligt worden wäre. An Mitteln und geeigneten Personen scheint nach dem Bericht kein Mangel gewesen zu sein. Die Versuche erstrecken sich über 9 Gruppen, von denen die erste und neunte Gruppe am ausgedehntesten sind. Die erste Gruppe (S. 4 bis 113) enthält die Dynamomaschinen, Arbeitsübertragungen und Motoren, Transformatoren, Accumulatoren, Messinstrumente und Leitungsmaterialien, und ist mit vielem Zahlenmaterial und vielen Schaulinien ausgestattet. Die zweite Gruppe (S. 114 bis 157) enthält die Beleuchtungstechnik und zwar die Bogenlichtkohlen, Bogenlampen und Scheinwerfer. Gruppe 3 enthält die Dampfmaschinen und Kessel (S. 158 bis 226), Gruppe 4 die Gasmotoren (S. 227 bis 229). Die beiden folgenden Gruppen 5 und 6 behandeln kurz die Elektrochemie (S. 230 bis 234) und Elektromedicin (S. 235 bis 253). Die siebente Gruppe enthält die Telegraphie, die Telephonie und das Signalwesen (S. 254 bis 262). Die achte Gruppe (S. 263 bis 318) behandelt mit einiger Ausführlichkeit die elektrischen Eisenbahnen und Schiffe, und zwar im einzelnen die Accumulatorenwagen Oerlikon, die Bahnen Ausstellung–Opernplatz, Frankfurt–Offenbach und das Accumulatorenboot Zürich. Die neunte Gruppe enthält eingehend die in den weitesten Kreisen bekannt gewordenen Versuche der Energieübertragung Lauffen-Frankfurt und zwar die Versuche während der Ausstellung und diejenigen nach Schluss, die Hochspannungsversuche (S. 319 bis 451). Der vorliegende Bericht ist ein ehrendes Zeugniss für deutschen Fleiss und deutsche Gründlichkeit. Ein Rückblick auf die Weltausstellung in Chicago. Vortrag, gehalten im Verein zur Beförderung des Gewerbefleisses von Prof. A. Riedler. Berlin. L. Simion. (Heft 117 der Volkswirthschaftlichen Zeitfrage.) 35 S. 1 M. Der vorliegende Rückblick gilt hauptsächlich den wirthschaftlichen Verhältnissen Amerikas, die in geistreicher Weise mit den unserigen verglichen werden. Auch hat der Verfasser nicht versäumt, die bekannten Aeusserungen Reuleaux' über das exacte Messen der amerikanischen Arbeiter gebührend zu beleuchten. Neuer Schauplatz der Künste und Handwerke. 22. Bd. Die praktischen Arbeiten und Bauconstructionen des Maurers und Steinhauers in allen ihren Theilen. Ein Handbuch für Maurer und Steinhauer sowie für Baugewerkschulen. Bearbeitet von Dr. W. H. Behse. Sechste Auflage. Mit einem Atlas, enthaltend 51 Foliotafeln mit 659 Figuren. Weimar. B. F. Voigt. (234 S. Text. 10 M.) Was zum fachmännischen Betriebe des Maurers und Steinhauers erforderlich ist, findet man hier in recht praktischer Weise zusammengestellt und durch die Figurentafeln eingehend veranschaulicht. Auch die Nebenarbeiten, wie Wasserwältigung, Hebewerkzeuge u. dgl. werden erörtert. Das Werk erscheint auch zum Selbstunterrichte geeignet. Mit einer kleinen Erweiterung, die sich auf die Berechnung und Behandlung der in der Neuzeit zu Ueberkellerungen so viel verwendeten Eisenträger bezieht, würde gewiss manchem Praktiker ein grosser Dienst erwiesen werden. Wir empfehlen diese Erweiterung dem Herrn Verfasser für die nächste Auflage. Experimente mit Strömen hoher Wechselzahl und Frequenz. Zusammengestellt von E. de Fodor, revidirt und mit Anmerkungen versehen von N. Tesla. Wien. Hartleben's Verlag. 4 M. Die bisher in technischen Zeitschriften zerstreuten Mittheilungen über den Gegenstand des Werkes hat der Verfasser gesichtet und zusammengestellt. Die neueren Versuche Tesla's bilden den Schluss.