Mitteilungen des Hydraulischen Instituts der Technischen Hochschule München. Heft 6 Mitteilungen des Hydraulischen Instituts der Technischen Hochschule München: Heft 6 [Reprint 2019 ed.] 9783486767353, 9783486767346

Table of contents :
Vorwort
Inhaltsverzeichnis
Ein neuer Druckschreiber für Wassermessungen nach dem Gibson-Verfahren
Druckschreiber und Versuche zur Bestimmung von Wassermengen nach dem Gibson-Verfahren
Die Auswertung der Druckdiagramme von Gibson-Wassermessungen beim Auftreten von Nachschwingungen in der Rohrleitung
Versuche über den Strömungswiderstand gekrümmter offener Kanäle

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Driicksclireiber

Bauart

T i l o m a - D e c k e 1.

Mitteilungen des Hydraulischen Instituts derTechnischen Hochschule München Herausgegeben vom Institutsvorstand

D. Thoma Dr.-Ing., o. Professor

Heft 6 Mit 4 0 Abbildungen

München und Berlin 1933

Verlag von R. Oldenbourg

Alle Rechte, insbesondere das der Übersetzung, vorbehalten. Copyright 1933 by R. Oldenbourg, München und Berlin.

Druck von R. Oldenbourg, München und Berlin.

Vorwort. D a s v o r l i e g e n d e s e c h s t e H e f t e n t h ä l t n e b e n e i n e m B e r i c h t ü b e r eine rein h y d r a u l i s c h e U n t e r s u c h u n g drei A b h a n d l u n g e n , die d a s G i b s o n s e h e W a s s e r m e ß v e r f a h r e n b e t r e f f e n . Dieses in E u r o p a b i s h e r k a u m a n g e w e n d e t e V e r f a h r e n b i e t e t in g e e i g n e t e n Fällen e r h e b l i c h e p r a k t i s c h e V o r t e i l e g e g e n ü b e r a n d e r e n M e t h o d e n . Die t h e o r e t i s c h e n G r u n d l a g e n d e s V e r f a h r e n s sind g e s i c h e r t ; d a ß es z u v e r l ä s s i g e E r g e b n i s s e zu liefern v e r m a g , h a t sich bei d e r e x p e r i m e n t e l l e n N a c h p r ü f u n g in d e r C o r n e l l - U n i v e r s i t ä t u n d bei A b n a h m e v e r s u c h e n an g r o ß e n a m e r i k a n i s c h e n W a s s e r t u r b i n e n g e z e i g t ; die B r a u c h b a r k e i t des V e r f a h r e n s g e h t a u c h a u s den b e d e u t s a m e n w i r t s c h a f t l i c h e n E r f o l g e n h e r v o r , die in j ü n g s t e r Zeit in N o r d a m e r i k a d a d u r c h e r r e i c h t w o r d e n s i n d , d a ß f ü r ältere W a s s e r k r a f t a n l a g e n n e u e B e t r i e b s p l ä n e auf G r u n d d e r m i t d e m G i b s o n v e r f a h r e n neu b e s t i m m t e n W i r k u n g s g r a d l i n i e n a u f g e s t e l l t w u r d e n . Es k a n n d e s w e g e n k a u m ein Zweifel d a r ü b e r b e s t e h e n , d a ß d e r f ü r die D u r c h b i l d u n g d e r e r f o r d e r l i c h e n I n s t r u m e n t e u n d f ü r die G e w i n n u n g p r a k t i s c h e r M e ß e r f a h r u n g n o t w e n d i g e A u f w a n d sich l o h n t . Bei den U n t e r s u c h u n g e n , d e r e n E r g e b n i s j e t z t v o r l i e g t , w u r d e d a v o n a b g e s e h e n , die v o n Gibson v e r w e n d e t e A p p a r a t u r e i n f a c h n a c h z u b i l d e n . Dieser W e g h ä t t e z w a r schnellen E r f o l g v e r s p r o c h e n , w ü r d e a b e r n u r w e n i g N e u e s zu d e n E r g e b n i s s e n der b e r e i t s in A m e r i k a d u r c h g e f ü h r t e n U n t e r s u c h u n g e n b e i g e t r a g e n h a b e n . Es w u r d e v i e l m e h r ein n e u e r D r u c k s c h r e i b e r e n t w i c k e l t , d e r in m a n c h e r H i n s i c h t a n d e r e E i g e n s c h a f t e n h a t als die v o n G i b s o n v e r w e n d e t e n Q u e c k s i l b e r m a n o m e t e r . Die g r o ß e G e n a u i g k e i t u n d die kleine E i g e n s c h w i n g u n g s d a u e r , die bei dem n e u e n I n s t r u m e n t i m H i n b l i c k auf die V e r w e n d u n g bei G i b s o n - M e s s u n g e n a n g e s t r e b t w u r d e n , m a c h e n es ü b r i g e n s a u c h f ü r viele a n d e r e Z w e c k e b r a u c h b a r , f ü r w e l c h e die g e w ö h n l i c h e n D r u c k s c h r e i b e r zu u n g e n a u o d e r zu t r ä g e s i n d . Bei d e r H e r s t e l l u n g d e r e r s t e n A u s f ü h r u n g des D r u c k s c h r e i b e r s h a t die F i r m a F r i e d r i c h D e c k e l , M ü n c h e n , w e r t v o l l e Hilfe g e l e i s t e t , bei d e r z w e i t e n A u s f ü h r u n g h a t sie die v o l l s t ä n d i g e H e r s t e l l u n g k o s t e n l o s ü b e r n o m m e n . F ü r die N a c h p r ü f u n g des G i b s o n v e r f a h r e n s h a t die F i r m a J . M. V o i t h w i e d e r h o l t i h r e V e r s u c h s a n l a g e n u n d g e ü b t e B e o b a c h t e r f ü r die K o n t r o l l m e s s u n g e n z u r V e r f ü g u n g g e s t e l l t ; die W a l c h e n s e e w e r k A. G. h a t die V e r g l e i c h s w a s s e r m e s s u n g e n in i h r e m K r a f t w e r k e r m ö g l i c h t , die M i t t l e r e I s a r A. G. h a t d i e A r b e i t e n d u r c h die M i t v e r w e n d u n g d e s G i b s o n v e r f a h r e n s bei A b n a h m e v e r s u c h e n an e i n e r g r o ß e n T u r b i n e g e f ö r d e r t . Die N o t g e m e i n s c h a f t d e r d e u t s c h e n W i s s e n s c h a f t a b e r h a t s ä m t l i c h e in diesem H e f t beh a n d e l t e n V e r s u c h s a r b e i t e n w i r k s a m u n t e r s t ü t z t . Allen diesen S t e l l e n m ö c h t e ich — z u g l e i c h im N a m e n m e i n e r M i t a r b e i t e r — a u c h hier d e n w ä r m s t e n D a n k z u m A u s d r u c k b r i n g e n . M ü n c h e n , im N o v e m b e r 1932.

D. Thoma.

Inhaltsverzeichnis. Seite

Dipl.-Ing. Paul V o l k h a r d t , Gibson-Verfahren

Ein neuer Druckschreiber f ü r Wassermessungen nach dem

Dipl.-Ing. Hans D e c k e l , Druckschreiber und Versuche zur Bestimmung [von mengen nach dem Gibson-Verfahren

1 Wasser16

Prof. Dr.-Ing. D. T h o m a , Die Auswertung der Druckdiagramme von Gibson-Wassermessungen beim Auftreten von Nachschwingungen in der Rohrleitung

31

Sanjiva P u t t u R a j u , B. E., Versuche über den Strömungswiderstand gekrümmter offener Kanäle

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Ein neuer Druckschreiber für Wassermessungen nach dem Gibson-Verfahren. Von Dipl.-Ing. Paul Volkhardt.

D a s G i b s o n - V e r f a h r e n d i e n t z u r M e s s u n g d e r s e k u n d l i c h e n W a s s e r m e n g e in g e s c h l o s s e n e n R o h r e n . V o r a u s s e t z u n g ist d a b e i , d a ß d e r W a s s e r f l u ß d u r c h i r g e n d e i n e A b s p e r r v o r r i c h t u n g volls t ä n d i g o d e r bis a u f eine k l e i n e , d u r c h a n d e r e M i t t e l g e n ü g e n d g e n a u m e ß b a r e L e c k w a s s e r m e n g e a b g e s p e r r t w e r d e n k a n n . D a s V e r f a h r e n b e r u h t auf d e m S a t z v o m A n t r i e b , die t h e o r e t i s c h e n G r u n d l a g e n 1 ) liegen e i n w a n d f r e i f e s t . D i e a u f d i e W a s s e r m a s s e in d e r R o h r l e i t u n g w i r k e n d e K r a f t w i r d d a b e i a u s d e m z e i t l i c h e n M i t t e l w e r t d e r b e i m A b s p e r r e n d e s S t r o m e s a u f t r e t e n d e n D r u c k e r h ö h u n g a b g e l e i t e t . Die W a s s e r m e n g e n m e s s u n g ist s o m i t auf e i n e D r u c k z e i t m e s s u n g z u r ü c k g e f ü h r t ; b e m e r k e n s w e r t i s t , d a ß d a s M e ß e r g e b n i s v o n d e n t u r b u l e n t e n N e b e n b e w e g u n g e n n i c h t o d e r n u r in s e h r g e r i n g e m M a ß e b e e i n f l u ß t w i r d , wie i n s b e s o n d e r e D . T h o m a n a c h g e w i e s e n h a t ; d e r E i n f l u ß d e r N e b e n b e w e g u n g ist a u f alle F ä l l e viel k l e i n e r als bei d e n m e i s t e n a n d e r e n V e r f a h r e n . Die G e n a u i g k e i t d e s G i b s o n Verfahrens h ä n g t somit hauptsächlich von der K o n s t r u k t i o n und der A u s f ü h r u n g des D r u c k s c h r e i b e r s a b . G i b s o n b e n u t z t e ein Q u e c k s i l b e r m a n o m e t e r , d e s s e n A u s s c h l ä g e p h o t o g r a p h i s c h a u f g e z e i c h n e t w u r d e n . Die v e r h ä l t n i s m ä ß i g g r o ß e T r ä g h e i t d e r A n z e i g e u n d die bei g r o ß e n F a l l h ö h e n nötige große H ö h e des M a n o m e t e r s ergeben gewisse N a c h t e i l e . Deswegen h a t der Verfasser a u f V o r s c h l a g u n d n a c h d e n a l l g e m e i n e n A n g a b e n v o n P r o f . D . T h o m a einen n e u e n D r u c k schreiber entworfen.

A. Beschreibung des Apparates. Der D r u c k wird d u r c h einen f e d e r b e l a s t e t e n Kolben gemessen. Der Kolben v e r d r e h t einen S p i e g e l , d e r d a s Bild eines s c h m a l e n S p a l t e s auf e i n e n z w e i t e n , s e n k r e c h t z u m e r s t e n s t e h e n d e n S p a l t w i r f t , h i n t e r d e m ein S t r e i f e n l i c h t e m p f i n d l i c h e n P a p i e r s m i t g l e i c h m ä ß i g e r G e s c h w i n d i g k e i t vorbeigezogen wird. A b b . 1 zeigt einen I. d e n

Schnitt durch den A p p a r a t .

D e r A p p a r a t z e r f ä l l t in 3 T e i l e :

Druckaufnahme-Mechanismus,

II. die B e l e u c h t u n g u n d die o p t i s c h e

Einrichtung,

III. die K a s s e t t e f ü r d a s l i c h t e m p f i n d l i c h e P a p i e r mit d e r A n t r i e b s v o r r i c h t u n g , A u f w i c k e l vorrichtung

usw.

I. Der Druckaufnahme-Mechanismus. D u r c h eine, zwecks B e s c h r ä n k u n g der T r ä g h e i t s w i r k u n g e n möglichst dick u n d k u r z ausgef ü h r t e A n s c h l u ß r o h r l e i t u n g a ( m i t A b s p e r r s c h i e b e r b, Ö l e i n f ü l l t r i c h t e r c u n d E n t l ü f t e r d) w i r d d a s D r u c k r o h r mit d e m D r u c k r a u m e des A p p a r a t e s v e r b u n d e n . Der D r u c k r a u m u n d das letzte G i b s o n , The Gibson Method and a p p a r a t u s for Measuring the flow of water in closed conduits A.M. S.M.E. — D. T h o m a , Über den Genauigkeitsgrad des Gibson-Wassermeßverfahrens. Mitteilungen des Hydraulischen Instituts der Technischen Hochschule München, Heft 1. — F. S a l g a t , La Méthode Gibson Bulletin technique de la Suisse Romande Lausanne.

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Ein neuer Druckschreiber f ü r Wassermessungen nach dem Qibson-Verfahren.

a n s t e i g e n d e S t ü c k d e r A n s c h l u ß r o h r l e i t u n g s i n d m i t Öl g e f ü l l t , u m V e r u n r e i n i g u n g e n d e s W a s s e r s d e n Z u t r i t t z u m Z y l i n d e r zu v e r w e h r e n u n d u m die K o l b e n r e i b u n g h e r a b z u s e t z e n . Z u w e i t e r e r H e r a b s e t z u n g d e r R e i b u n g ist d e r a u s n i c h t r o s t e n d e m S t a h l g e f e r t i g t e M e ß k o l b e n / h o c h g l a n z p o l i e r t u n d a u ß e r d e m w i r d er n o c h d a u e r n d in D r e h u n g g e h a l t e n . D e r D u r c h m e s s e r d e s K o l b e n s b e t r ä g t 3 0 , 0 0 m m , d e r K o l b e n s t a n g e 12,00 m m , d i e n u t z b a r e K o l b e n o b e r f l ä c h e ist s o m i t 5 , 9 3 8 c m 2 .

D e r Z y l i n d e r ist n a c h u n t e n o f f e n , d e r K o l b e n ist m i t G e w i n d e v e r s e h e n , s o d a ß n a c h

Einschrauben

des H a k e n s g d e r A p p a r a t j e d e r z e i t d u r c h A n h ä n g e n v o n G e w i c h t e n g e e i c h t w e r d e n k a n n .

Die D r e h -

b e w e g u n g des K o l b e n s wird d u r c h d a s s c h m a l e , fest mit i h m v e r b u n d e n e Z a h n r a d h b e w i r k t , welc h e s v o n d e m u m d e n K o l b e n h u b b r e i t e r e n Z a h n r a d i ( A b b . 2) a n g e t r i e b e n w i r d . in e i n e m K u g e l l a g e r k a u f g e h ä n g t , s o d a ß a u f die F e d e r p r a k t i s c h wird.

Diese A u f h ä n g u n g dient 1. a l s H u b b e g r e n z u n g

kein

D e r K o l b e n ist

Drehmoment

gleichzeitig

bei l ( d e r

Gesamthub

beträgt

15 m m ) ,

2. z u r Ü b e r t r a g u n g d e r K o l b e n b e w e g u n g a u f d e n d r e h b a r e n

S p i e g e l bei

m.

übertragen

Ein n e u e r D r u c k s c h r e i b e r f ü r W a s s e r m e s s u n g e n n a c h dem G i b s o n - V e r f a h r e n .

3

Die A u f h ä n g u n g endigt in einem Kreuzgelenk n aus gehärteten Schneiden und Schneidpfannen, an welchen die Zugfeder befestigt wird. Das obere Ende der Feder ist durch ein zweites gleiches Kreuzgelenk n an dem Bolzen o befestigt, der fest mit dem Gehäuse p v e r b u n d e n ist. Durch Unterlagen bei q kann das Gehäuse der Höhe nach beliebig verstellt werden, so d a ß durch Auswechslung der Feder der Meßbereich des Instrumentes den jeweils vorliegenden Verhältnissen leicht a n g e p a ß t werden k a n n ; es können Drücke bis 100 m Wassersäule gemessen werden. Durch einige besondere Hilfsmittel erfolgt bei der Montage der Feder gleichzeitig deren Zentrierung gegenüber dem Kolben durch radiale Einstellung der Schneiden in den P f a n n e n der Kreuzgelenke. Die Einstellung k a n n

jederzeit, auch während der Versuche nachkontrolliert w e r d e n ; es hat sich dabei gezeigt, d a ß die Anpressung der Feder genügt, um eine Verschiebung der Schneiden in den Pfannen zu verhindern. Der runde Spiegel r aus n i c h t r o s t e n d e m Stahl ist mittels Brille auf dem ganz leichten Dreharm befestigt. Bei m wird die Kolbenbewegung auf den D r e h a r m ü b e r t r a g e n , dabei ist die mit dem Kolben v e r b u n d e n e Anpreßfläche plan geschliffen, die des Dreharmes dagegen ist eine Kugel mit r = 2 m m , um eine p u n k t f ö r m i g e Auflage zu erreichen. Die Anpressung erfolgt durch die Feder s. Der D r e h a r m wird beiderseits durch je zwei über kreuz laufende, gehärtete Stahlbleche auf dem Spiegelbock befestigt. Die Biegung der Stahlbleche ermöglicht die D r e h u n g des Spiegels um die Linie, in der sich die Ebenen der Stahlbleche schneiden. Bei der Montage wird durch genaue Distanzstücke d a f ü r gesorgt, d a ß diese Drehachse parallel mit dem I. Spalt ist, um ein seitliches

Ein neuer Druckschreiber für Wassermessungen nach dem Qibson-Verfahren.

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H e r a u s w a n d e r n d e r A b b i l d u n g d e s S p a l t e s I a u s d e m S p a l t II z u v e r h i n d e r n , w i e u n t e r I I . 1. n o c h erläutert wird.

Diese neuartige, von Prof. T h o m a vorgeschlagene, S p i e g e l a u f h ä n g u n g arbeitet be-

sonders spielfrei u n d

reibungslos.

II. Die Beleuchtung und die optische Einrichtung. Diese z e r f ä l l t in zwei

Teile:

1. d i e E i n r i c h t u n g z u r E r z e u g u n g d e r D r u c k k u r v e , 2. d i e E i n r i c h t u n g z u r E r z e u g u n g d e r S k a l e n l i n i e n u n d d e r

Zeitmarken.

1. Die L i c h t q u e l l e f ü r d i e D r u c k k u r v e ist eine N e r n s t l a m p e f ü r 1 A bei 110 V. D e r N e r n s t f a d e n liegt u n m i t t e l b a r ü b e r e i n e m 20 m m l a n g e n S p a l t , d e s s e n B r e i t e a n d e r T r o m m e l A n a c h h u n d e r t s t e l M i l l i m e t e r e i n g e s t e l l t w e r d e n k a n n . Von d i e s e m S p a l t I g e h t d a s L i c h t d u r c h e i n e

Stahlbleche

Stahlbleche

Abb. 3.

Lagerung des Metallspiegels.

K o l l i m a t o r l i n s e B, w e l c h e die L i c h t s t r a h l e n p a r a l l e l zu d e r d u r c h die A c h s e g e h e n d e n , z u r Z e i c h e n e b e n e s e n k r e c h t e n E b e n e r i c h t e t u n d f ä l l t d a n n auf d e n S p i e g e l r. D e r S p i e g e l s t e h t bei M i t t e l s t e l l u n g in e i n e m W i n k e l v o n 4 5 ° zu d e r R i c h t u n g d e r v o n o b e n k o m m e n d e n L i c h t s t r a h l e n u n d r e f l e k t i e r t d i e s e in R i c h t u n g d e r K a s s e t t e . Die bei m ( A b b . 1 , 2 , 3) ü b e r t r a g e n e n , d u r c h d i e D r u c k v e r ä n d e r u n g e n w ä h r e n d des Schließvorgangs e n t s t a n d e n e n K o l b e n b e w e g u n g e n ( H u b = ± 7 , 5 m m ) bewirken eine V e r d r e h u n g des Spiegels m a x i m a l u m ± 5° 5'. Das L i c h t b ü s c h e l g e h t weiterhin d u r c h eine B l e n d e C u n d wird n u n d u r c h eine Linse D ( P r o t a r v o n Zeiß mit F = 32 c m u n d Öffn u n g s v e r h ä l t n i s 1 : 6 , 8 ) z u e i n e m B i l d e d e s S p a l t e s I in d e r B r e n n e b e n e g e s a m m e l t , in d e r d e r z w e i t e S p a l t s e n k r e c h t z u r R i c h t u n g d e s e r s t e n S p a l t e s a n g e o r d n e t i s t . Die B r e i t e d e s z w e i t e n S p a l t e s ist 0,1 m m , s o d a ß ein L i c h t f l e c k v o n u n g e f ä h r 0,1 X 0 , 0 7 m m a u f d a s l i c h t e m p f i n d l i c h e P a p i e r f ä l l t . Die a u s d e r v o r h e r e r w ä h n t e n K o l b e n b e w e g u n g e n t s t e h e n d e V e r d r e h u n g d e s S p i e g e l s bew i r k t e i n W a n d e r n d i e s e s L i c h t f l e c k e s u m m a x i m a l ± 6 c m , e n t s p r e c h e n d d e r 12 c m b e t r a g e n d e n P a p i e r h ö h e . D a d i e B r e n n b a h n i n f o l g e d e r A b b i l d u n g s f e h l e r d e r Linse n i c h t g e n a u g e r a d e i s t , w u r d e d a s l i c h t e m p f i n d l i c h e P a p i e r so g e l e g t , d a ß es die B r e n n b a h n in V } u n d V% s e i n e r H ö h e

Ein neuer Druckschreiber für Wassermessungen nach dem Gibson-Verfahren.

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s c h n e i d e t . Die d u r c h d a s H e r a u s w a n d e r n d e r B r e n n b a h n a u s d e r P a p i e r e b e n e e n t s t e h e n d e U n s c h ä r f e h a t s i c h p r a k t i s c h als b e d e u t u n g s l o s e r w i e s e n . V o n d e r P r o t a r l i n s e bis zu S p a l t II s c h ü t z t ein i n n e n s c h w a r z m a t t i e r t e r K a s t e n E d e n S t r a h l e n g a n g v o r N e b e n l i c h t . U m u n e r w ü n s c h t e R e f l e x i o n e n a n d e n S e i t e n w ä n d e n z u v e r m e i d e n ist d e r K a s t e n a u ß e r d e m n o c h mit s e n k r e c h t z u m Strahlengang stehenden Abblendwänden F versehen. 2. D i e

Einrichtungen

zur

Erzeugung

der 5

Skalenlinien.

D i c h t seitlich neben d e m v e r t i k a l e n , zweiten Spalt ( e t w a 5 m m von ihm e n t f e r n t ) sind f ü n f k u r z e h o r i z o n t a l e — also in d e r B e w e g u n g s r i c h t u n g d e s l i c h t e m p f i n d l i c h e n P a p i e r s l i e g e n d e S p a l t e v o n 0 , 1 m m W e i t e a n g e o r d n e t , die d a u e r n d b e l i c h t e t w e r d e n u n d d a d u r c h f ü n f S k a l e n l i n i e n a u f d a s P a p i e r a u f z e i c h n e n , s. A b b . 5, S. 9 . D i e s e E i n r i c h t u n g w u r d e a n g e b r a c h t , u m die D i a g r a m m e m i t e i n f a c h e n H i l f s m i t t e l n a u f folg e n d e F e h l e r h i n u n t e r s u c h e n zu k ö n n e n : 1. D a s l i c h t e m p f i n d l i c h e P a p i e r b e s i t z t die M ö g l i c h k e i t , sich a l l m ä h l i c h w ä h r e n d s e i n e s V o r b e i w a n d e r n s a m S p a l t II in d e r H ö h e n l a g e z u v e r s c h i e b e n . Bei B e z u g n a h m e auf d e n P a p i e r r a n d w ü r d e n also die D i a g r a m m e e n t s p r e c h e n d d e r H ö h e d i e s e r V e r s c h i e b u n g e i n e n u n r i c h t i g e n D r u c k anzeigen. 2. D e r g l e i c h e F e h l e r w ü r d e a u c h d u r c h u n g l e i c h e s S c h w i n d e n b e i m E n t w i c k e l n d e s l i c h t empfindlichen Papiers entstehen. B e i d e Fehler w e r d e n d u r c h die E i n z e i c h n u n g der S k a l e n l i n i e n u n s c h ä d l i c h g e m a c h t . Es w e r d e n n ä m l i c h a u c h die S k a l e n l i n i e n , d e r e n S p a l t e n u r 5 m m von d e m S p a l t f ü r die D r u c k k u r v e in R i c h t u n g d e s P a p i e r w e g e s e n t f e r n t s i n d , v e r s c h o b e n o d e r i h r A b s t a n d w i r d v e r z e r r t , so d a ß sich beide Fehler a m D i a g r a m m feststellen und ausgleichen lassen. 3. E i n e d r i t t e F e h l e r m ö g l i c h k e i t b e s t e h t g r u n d s ä t z l i c h d a r i n , d a ß d a s P a p i e r e i n e n d e r H ö h e n a c h u n g l e i c h m ä ß i g e n S c h w u n d e r l e i d e t , u n d d a ß d i e A r t d e r U n g l e i c h m ä ß i g k e i t bei d e n E i c h d i a g r a m m e n u n d bei d e n M e ß d i a g r a m m e n v e r s c h i e d e n ist. D i e s e r F e h l e r ist a b e r p r a k t i s c h b e d e u t u n g s l o s , d e n n es e r g a b sich s t e t s ein v o l l s t ä n d i g g l e i c h m ä ß i g e r P a p i e r s c h w u n d . D i e L i c h t q u e l l e f ü r die 5 S k a l e n l i n i e n u n d die b e i d e n Z e i t m a r k e n ist e i n e 4 - V - G a l v a n o m e t e r l a m p e G, die v o n e i n e r B a t t e r i e g e s p e i s t w i r d . D e r L e u c h t f a d e n d i e s e r L a m p e s t e h t p a r a l l e l m i t d e n S k a l e n s p a l t e n in d e r H ö h e d e r P a p i e r m i t t e n e b e n d e r P r o t a r l i n s e , in g l e i c h e m A b s t ä n d e v o n d e n S p a l t e n , wie d i e s e . Die S p a l t b r e i t e ist 0,1 m m . Der l i c h t d i c h t e , i n n e n s c h w a r z m a t t i e r t e K a s t e n E s c h ü t z t a u c h d e n S t r a h l e n g a n g der G a l v a n o m e t e r l a m p e v o r N e b e n l i c h t . Die Z w i s c h e n w a n d H t r e n n t d e n S t r a h l e n g a n g d e r b e i d e n Lichtquellen. Die Z e i t m a r k e n w u r d e n e r z e u g t d u r c h d a s Auf- u n d Z u d e c k e n eines S p a l t e s d u r c h d e n Hebela r m e i n e r J a q u e t - U h r , w e l c h e d a d u r c h je n a c h E i n s t e l l u n g Z e i t m a r k e n v o n 1 S e k u n d e o d e r y 6 Sek u n d e e r z e u g t . Als S p a l t w u r d e z u e r s t d e r m i t t l e r e d e r f ü n f S k a l e n l i n i e n s p a l t e b e n u t z t . Die Z e i t m a r k e n w u r d e n d a b e i j e d o c h n i c h t g e n ü g e n d s c h a r f (s. A b b . 5, S. 9). D e s w e g e n w u r d e s p ä t e r ein b e s o n d e r e r , d r e i e c k i g e r S p a l t auf c a . 2 / 3 d e r P a p i e r h ö h e a n g e o r d n e t . D a bei v i e l e n A n w e n d u n g e n des I n s t r u m e n t e s die D r u c k d i a g r a m m e in z e i t l i c h e r B e z i e h u n g zu d e n D i a g r a m m e n e i n e s i m O b e r w a s s e r v o r d e m R o h r e i n l a u f a u f g e s t e l l t e n S c h r e i b p e g e l s g e b r a c h t w e r d e n m ü s s e n , ist ein z w e i t e r Z e i t s p a l t u n t e r h a l b des oben e r w ä h n t e n a n g e b r a c h t . Dieser wird d u r c h einen Hebel a b g e d e c k t , der m i t t e l s M a g n e t b e t ä t i g t w i r d . Der M a g n e t wird d u r c h eine K o n t a k t u h r gesteuert. Parallel z u d i e s e m M a g n e t ist ein z w e i t e r g e s c h a l t e t z u r Z e i t s c h r e i b u n g a u f d e m O b e r w a s s e r p e g e l . Die K o n t a k t u h r b e f r i e d i g t e h i n s i c h t l i c h d e r G l e i c h m ä ß i g k e i t d e s G a n g e s n i c h t , so d a ß ihre M a r k e n l e d i g lich d a z u d i e n e n k ö n n e n , d i e b e i d e n D i a g r a m m e a u f e i n a n d e r zu b e z i e h e n .

III. Die Kassette für das lichtempfindliche Papier. D i e 140 m m d i c k e F i l m t r o m m e l J ( A b b . 1) k a n n r d . 70 m l i c h t e m p f i n d l i c h e s P a p i e r a u f n e h m e n , w e l c h e s ü b e r die U m l e n k r o l l e K z u m A u f l a u f b l e c h L u n d d o r t v o r d i e S p a l t e l ä u f t . Die A n p r e s s u n g a n die S p a l t e e r f o l g t d u r c h e i n e n S a m t b e l a g . Ü b e r eine A b l a u f r o l l e M k o m m t d a n n d a s P a p i e r

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Ein neuer D r u c k s c h r e i b e r f ü r Wassermessungen n a c h d e m G i b s o n - V e r f a h r e n .

zu den Antriebswalzen N und 0 . Walze N ist eine geschliffene Hartgummiwalze, die durch ein außerhalb der Kassette fliegend aufgesetztes Kettenrad P angetrieben wird. Walze 0 ist eine mit Weichgummi belegte Walze, welche durch 2 Federn R angepreßt wird. Das Papier läuft zwischen den Walzen in einen lichtdichten Auslauf S, der durch ein Messer T zum Abschneiden des Filmes verdeckt werden kann in eine zweite Kassette, die abnehmbar in einer Prismenführung der ersten Kamera sitzt, um nach Abschneiden des Papiers jederzeit den Transport des belichteten Papiers in die Dunkelkammer vornehmen zu können. In dieser Aufrollkassette wird das Papier auf eine 40-mmTrommel U aufgerollt. Dabei ist die Aufrollgeschwindigkeit f ü r die noch leere Aufrolltrommel im Verhältnis 1:1,3 zur A b b . 4. S c h e m a t i s c h e D a r s t e l l u n g d e s D r u c k s c h r e i b e r - A n t r i e l i e s . Durchzugsgeschwindigkeit der Antriebswalzen in Kamera I übersetzt. Diese Trommel ist mit einer R u t s c h k u p p l u n g V versehen und wird wie die Treibwalze N durch ein außen fliegend aufgesetztes Kettenrad X angetrieben. Abb. 4 gibt eine schematische Darstellung des gesamten Antriebes. IV. Der selbstregistrierende

Oberwasserpegel.

Der Trommelumfang ist 777 mm. Die Trommelhöhe 400 mm. Dieser Pegel wurde mit Schwimmer von der Firma Ott bezogen. Geändert wurde nur der Antrieb, der auf eine T r o m m e l u m d r e h u n g pro Minute untersetzt wurde. Ferner wurde die unter II. 2. schon erwähnte Magnetzeitschreibung angebracht. Der Schwimmerweg kann nach Wahl im Verhältnis 5 : 1 , 2 : 1 und 1:1 untersetzt werden. Die Schaltung des Antriebes des Trommelmotors und die der Zeitschreibung erfolgt durch Fernleitung vom Druckschreiber aus. Bei den Versuchen wird am Oberwasserpegel ein Mann zur Überwachung und zum Auflegen neuen Schreibpapiers aufgestellt; alle Aufzeichnungen wurden mittels Bleistift vorgenommen.

B. Festlegung der Genauigkeitsgrenzen des Apparates. Entsprechend der Aufgabe des Apparates (Druck-Zeitmessung) wurden u n t e r s u c h t : 1. die Zeitschreibung und der Antrieb des lichtempfindlichen Papiers; 2. die Druckanzeige, bei der 2 Arten von Fehlerquellen zu unterscheiden sind: a) Fehler der Feder, b) Fehler der

Übertragungsmittel.

Während die Fehler unter 1. und 2. b) durch geeignete Maßnahmen bei der Auswertung fast völlig ausgeschaltet werden können, ist dies für die Fehlerquellen unter 2. a) nur teilweise möglich. I. Fehlerquellen der Zeitschreibung und des Antriebes des lichtempfindlichen Papieres. Die zur Zeitschreibung verwandte J a q u e t - U h r hatte gegenüber einer mit der Zeitangabe der Sternwarte München verglichenen elektrischen Pendeluhr eine Abweichung von 0,004%. Weitere Versuche, die in verschiedenen Zwischenräumen erfolgten, zeigten immer einen geringeren Fehler als 0,01%. Größer ist der Einfluß der Ungleichmäßigkeit des Papiervorschubes, die nach eingehenden Versuchen maximal zu + 0 , 3 % festgestellt wurde. Dies h a t t e 2 Ursachen. Einmal die ständigen

E i n neuer D r u c k s c h r e i b e r f ü r W a s s e r m e s s u n g e n n a c h d e m G i b s o n - V e r f a h r e n .

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S p a n n u n g s s c h w a n k u n g e n in der f ü r d e n A n t r i e b s m o t o r v e r w a n d t e n L i c h t l e i t u n g , f e r n e r h i n ein gewisses U n r u n d l a u f e n d e r A n t r i e b s w a l z e n . Die U n g l e i c h m ä ß i g k e i t ist v e r h ä l t n i s m ä ß i g g r o ß u n d b e d i n g t b e s o n d e r e K o r r e k t u r e n bei d e r A u s w e r t u n g d e r D i a g r a m m e .

II. Druckmessung. Die E i g e n s c h w i n g u n g s d a u e r des A p p a r a t e s f ü r die g e s a m t e n m i t d e m M e ß k o l b e n g e k u p p e l t e n Massen einschließlich d e s W a s s e r s u n d Öls in e i n e r n o r m a l e n A n s c h l u ß r o h r l e i t u n g b e t r ä g t 0,07 Sek u n d e n bei einer F e d e r f ü r einen D r u c k b e r e i c h v o n 4 5 bis 57,5 m W a s s e r s ä u l e . F ü r die bei G i b s o n M e s s u n g e n v o r l i e g e n d e n V e r h ä l t n i s s e ist die T r ä g h e i t des I n s t r u m e n t e s deswegen o h n e B e l a n g . Die a n d e r e n F e h l e r d e r D r u c k a n z e i g e k ö n n e n d u r c h die E i c h u n g e r m i t t e l t w e r d e n . D e r Meßk o l b e n des D r u c k s c h r e i b e r s h a t eine w i r k s a m e O b e r f l ä c h e v o n 5,937 c m 2 . Es e n t s p r i c h t s o m i t bei d e r E i c h u n g einer B e l a s t u n g v o n 1 kg eine W a s s e r s ä u l e v o n 1,685 m . Zu b e a c h t e n ist n o c h , d a ß d e r S p a n n u n g s w e c h s e l bei d e r E i c h u n g l a n g s a m , bei den V e r s u c h e n schnell e r f o l g t . a) F e h l e r d e r

Federn.

Die F e d e r w u r d e f ü r die m e i s t e n V e r s u c h e so b e r e c h n e t , d a ß d e m g e s a m t e n K o l b e n h u b eine S t e i g e r u n g des D r u c k e s v o n 0 , 9 bis 1,15 d e r s t a t i s c h e n D r u c k h ö h e e n t s p r a c h . Die g e r i n g s t e s t a t i s c h e D r u c k h ö h e d e r V e r s u c h e w a r 20 m e n t s p r e c h e n d 11,87 kg K o l b e n k r a f t , die h ö c h s t e 100 m e n t s p r e c h e n d 59,5 kg. Bei d e r P r ü f u n g d e r E m p f i n d l i c h k e i t e r g a b bei E i n s t e l l u n g des A p p a r a t e s f ü r e i n e n D r u c k b e r e i c h von 18 bis 23 m W a s s e r s ä u l e eine B e l a s t u n g des K o l b e n s m i t 13 g n o c h einen m e r k b a r e n A u s s c h l a g d e r D r u c k l i n i e . Die 1 3 g e n t s p r e c h e n e i n e r W a s s e r s ä u l e v o n 2 , 1 9 c n i = 0 , 4 3 % des g r ö ß t e n d a b e i m e ß b a r e n D r u c k h ö h e n u n t e r s c h i e d e s von 5 m. F ü r die E i c h u n g w u r d e n n a c h e i n a n d e r v e r s c h i e d e n e G e w i c h t e a n den Kolben g e h ä n g t u n d j e d e s m a l eine p h o t o g r a p h i s c h e Aufz e i c h n u n g g e m a c h t . Die A u f z e i c h n u n g e n w u r d e n m i t e i n e m M a ß s t a b a u s g e m e s s e n . Die Abl e s e g e n a u i g k e i t b e t r u g +. 0,1 m m o d e r 0 , 1 7 % d e r D i a g r a m m h ö h e . Die F e h l e r d e r v e r s c h i e d e n e n v e r w a n d t e n

Federn

waren:

1. H y s t e r e s i s . D e r m a x i m a l e F e h l e r d e r F e d e r w a r bei d e r E i c h u n g : in H e i d e n h e i m B r u n n e n m ü h l e + 0 , 5 5 % des s t a t i s c h e n D r u c k e s im W a l c h e n s e e k r a f t w e r k +. 1 , 4 % ,, ., ,, in E i t t i n g , M i t t l e r e Isar ±1,1% „ ,, ,, 2. V e r ä n d e r u n g der F e d e r k o n s t a n t e w ä h r e n d d e r V e r s u c h e : Bei den V e r s u c h e n in E i t t i n g v e r ä n d e r t e sich die F e d e r k o n s t a n t e w ä h r e n d d e r drei V e r s u c h s t a g e a u s u n b e k a n n t e n G r ü n d e n u m 2 , 9 % . Bei den a n d e r e n V e r s u c h e n wurde derartiges nicht bemerkt. Beide F e h l e r sind v e r h ä l t n i s m ä ß i g g r o ß . Es w u r d e n viele F e d e r n v e r s u c h t , doch g e l a n g es n i c h t , den H y s t e r e s i s f e h l e r zu b e s e i t i g e n . Z w a r e r k l ä r t e n sich F e d e r f a b r i k e n bereit, bessere Fed e r n zu liefern, d o c h v e r l a n g t e n sie so lange L i e f e r z e i t e n — die w a h r s c h e i n l i c h d u r c h die n ö t i g e k ü n s t l i c h e A l t e r u n g der F e d e r n b e d i n g t w a r e n — , d a ß die L i e f e r u n g n i c h t a b g e w a r t e t w e r d e n k o n n t e . Bei der A u s w e r t u n g d e r D i a g r a m m e w u r d e n die m i t t l e r e n , bei d e r E i c h u n g g e f u n d e n e n F e d e r e i g e n s c h a f t e n z u g r u n d e gelegt. b) F e h l e r d e r

Übertragungsmittel.

Infolge d e r e n d l i c h e n L ä n g e d e s S p i e g e l d r e h a r m e s e n t s p r i c h t e i n e m k o n s t a n t e n kleinen W e g des K o l b e n s in v e r s c h i e d e n e n B e r e i c h e n des H u b e s eine e t w a s v e r s c h i e d e n e D r e h u n g des Spiegels. F e r n e r h i n ist d e r W e g des L i c h t p u n k t e s n i c h t p r o p o r t i o n a l d e m D r e h w i n k e l des Spiegels, s o n d e r n p r o p o r t i o n a l d e r T a n g e n t e des d o p p e l t e n D r e h w i n k e l s . Die N a c h r e c h n u n g d e r V e r h ä l t n i s s e e r g i b t , d a ß d a s Ü b e r s e t z u n g s v e r h ä l t n i s zwischen K o l b e n u n d L i c h t p u n k t an den Grenzen des Diag r a m m e s u m 3 , 4 % g r ö ß e r ist als in d e r M i t t e . Diese V e r ä n d e r u n g ist v e r h ä l t n i s m ä ß i g g r o ß , d a j e d o c h die F e d e r n o d e r die S c h l i e ß z e i t e n so g e w ä h l t w e r d e n m ü s s e n , d a ß die D r u c k s p i t z e n n o c h

8

Ein neuer Druckschreiber für Wassermessungen nach dem Gibson-Verfahren.

m i t S i c h e r h e i t e r f a ß t w e r d e n , e r s t r e c k t sich d a s D i a g r a m m — v o n d e n k u r z e n p o s i t i v e n u n d n e g a t i v e n D r u c k s p i t z e n a b g e s e h e n — k a u m ü b e r m e h r als die H ä l f t e d e r P a p i e r b r e i t e (12 c m ) ; bei 4 c m A b w e i c h u n g v o n d e r M i t t e l l i n i e ist d a s Ü b e r s e t z u n g s v e r h ä l t n i s n u r n o c h u m der Mitte.

1 , 1 % g r ö ß e r a l s in

Die E i c h k u r v e n f ü r die v e r s c h i e d e n e n V e r s u c h e e r g a b e n , d a ß d e r v e r b l e i b e n d e

Über-

t r a g u n g s f e h l e r z u f ä l l i g e r w e i s e z u m g r ö ß t e n Teil k o m p e n s i e r t w u r d e d u r c h d e n F e h l e r , d e r a u s d e r Unproportionalität der Feder im Diagrammgebiet resultierte. vereinzelten

A u s d i e s e m G r u n d e m u ß t e n u r in

Fällen eine K o r r e k t u r der D i a g r a m m f l ä c h e v o r g e n o m m e n

werden.

C. Versuche. In d e r R o h r l e i t u n g m u ß v o r B e g i n n d e r V e r s u c h e B e h a r r u n g s z u s t a n d h e r g e s t e l l t w e r d e n , d a m i t d e r A n f a n g s p u n k t d e s D i a g r a m m e s b e s t i m m t w e r d e n k a n n . D i e s w i r d a m b e s t e n d u r c h die Ö f f n u n g s b e g r e n z u n g a m T u r b i n e n r e g l e r erreicht. Vor Beginn der A b s p e r r u n g läßt m a n d a n n den D r u c k s c h r e i b e r u n d n a c h B e d a r f a u c h d e n O b e r w a s s e r s c h r e i b p e g e l 10 S e k u n d e n l a u f e n u n d v o l l z i e h t d a n n d i e A b s p e r r u n g in e i n e r f ü r j e d e Ö f f n u n g s b e g r e n z u n g b e s t i m m t e n Z e i t d a u e r . D i e s e S c h l i e ß d a u e r ist a b h ä n g i g v o n d e r z u l ä s s i g e n D r u c k s t e i g e r u n g d e r R o h r l e i t u n g u n d k a n n e n t weder durch Vorversuche oder auch rechnerisch ermittelt werden. Nach völliger A b s p e r r u n g bleibt (wegen der E l a s t i z i t ä t des W a s s e r s u n d der R o h r w a n d ) eine g e d ä m p f t e S c h w i n g u n g z u r ü c k , d i e in d e n m e i s t e n F ä l l e n e i n e e i n f a c h e , g e d ä m p f t e S i n u s - S c h w i n g u n g i s t . Die A u f z e i c h n u n g m u ß d a n n so l a n g e f o r t g e s e t z t w e r d e n , d a ß d e r S c h l u ß p u n k t d e s D i a g r a m m e s festgelegt werden k a n n . Es w u r d e n drei Versuchsreihen 1. v o m

vorgenommen:

19. bis 25. O k t o b e r 1928

bei J . M .

in d e r V e r s u c h s a n s t a l t

Brunnenmühle

in

Heidenheim

Voith,

2. d i e V e r g l e i c h s w a s s e r m e s s u n g e n

am Walchensee vom

3. d i e A b n a h m e v e r s u c h e in E i t t i n g ( M i t t l e r e

17. J u l i 1929,

Isar A . G . ) v o m 8. A u g u s t 1929.

I. Versuche in Heidenheim. Die V e r s u c h e in d e r B r u n n e n m ü h l e w u r d e n a u s g e f ü h r t a n e i n e r 2 d ü s i g e n 100 m u n d Q = 0 , 3 6 m 3 p r o s.

für H =

Der W e r t

Freistrahlturbine

der Rohrleitung wurde n u r aus den Bauzeich-

n u n g e n b e s t i m m t , d a eine N a c h k o n t r o l l e wegen der U n z u g ä n g l i c h k e i t der R o h r l e i t u n g nicht möglich w a r . H i e r d u r c h b e s t e h t die M ö g l i c h k e i t , d a ß alle hier b e h a n d e l t e n G i b s o n - V e r s u c h e e i n e n k o n s t a n t e n p r o z e n t u a l e n Fehler besitzen, dessen Größe u n b e k a n n t ist. d u r c h e i n e n in d e n U n t e r w a s s e r k a n a l n e u e i n g e b a u t e n nommen.

Die K o n t r o l l e d e r W a s s e r m e n g e w u r d e

Überfall ohne Seiteneinschnürung

vorge-

D u r c h b e s o n d e r e M a ß n a h m e n g e l a n g es, d a s v e r a r b e i t e t e W a s s e r d i e s e m Ü b e r f a l l voll-

kommen ruhig zuzuführen.

Bei d e n V e r s u c h e n w u r d e die W a s s e r m e n g e

Verfahren noch durch folgende 2 Verfahren

außer durch das Gibson-

bestimmt:

1. d u r c h E r r e c h n u n g d e r W a s s e r m e n g e f ü r d e n o b e n e r w ä h n t e n n e u e n Ü b e r f a l l o h n e S e i t e n einschnürung nach der

S.I.A.-Formel,

2. d u r c h e i n e n d e m n e u e n Ü b e r f a l l v o r g e s c h a l t e t e n T h o m s o n - Ü b e r f a l l , d e s s e n A n z e i g e f r ü h e r s c h o n d u r c h M e s s u n g d e r A b s e n k u n g d e s W a s s e r s p i e g e l s in d e m z u m B e t r i e b d e r T u r b i n e n a n l a g e d i e n e n d e n H o c h b e h ä l t e r v o n 1000 m 2 O b e r f l ä c h e k o n t r o l l i e r t

und

berichtigt war.

F ü r d i e B e u r t e i l u n g d e s G i b s o n - V e r f a h r e n s w u r d e d i e n a c h 2. b e s t i m m t e W a s s e r m e n g e wendet.

Die M e t h o d e 1 e r g a b d u r c h s c h n i t t l i c h eine u m 1,8 1 / s g r ö ß e r e W a s s e r m e n g e .

d i e s e M e t h o d e d e m V e r g l e i c h z u g r u n d e g e l e g t , so w ä r e d e r F e h l e r d e r n a c h d e m bestimmten

Wassermenge kleiner

gewesen.

Hätte

verman

Gibson-Verfahren

Ein neuer Druckschreiber f ü r Wassermessungen nach dem Qibson-Verfahren.

9

Die E i c h u n g d e s D r u c k s c h r e i b e r s k o n n t e h i e r d u r c h ein in d e r V e r s u c h s a n s t a l t v o r h a n d e n e s Q u e c k s i l b e r m a n o m e t e r v o r g e n o m m e n w e r d e n . Die n a c h d e m S c h l i e ß e n d e r T u r b i n e n d ü s e n v e r b l e i b e n d e L e c k w a s s e r m e n g e , die b e k a n n t l i c h d e r a u s d e r D i a g r a m m a u s w e r t u n g e r m i t t e l t e n W a s s e r menge zugeschlagen werden muß, wurde mehrmals volumetrisch durch Auffangen bestimmt. D i e e i n z e l n e n V e r s u c h e z e i g t e n d a b e i g u t e Ü b e r e i n s t i m m u n g , als L e c k w a s s e r m e n g e w u r d e d e r M i t t e l w e r t all d i e s e r V e r s u c h e g e n o m m e n . F o l g e n d e M ä n g e l z e i g t e n sich bei d e r A u s w e r t u n g d e r Versuche: 1. Die Z e i t z e i c h e n d e r J a q u e t - U h r gestellt werden.

konnten

nicht

mit der g e w ü n s c h t e n

Genauigkeit

2. Die S t r i c h s t ä r k e v o n 0 , 2 m m w a r z u g r o ß , u m die D i a g r a m m e e i n w a n d f r e i r e n zu k ö n n e n .

fest-

ausplanimetrie-

3 . E s w u r d e n S t ö ß e (ca. 2 0 p r o s) e i n e s m i t a n g e s c h l o s s e n e n a n d e r e n A p p a r a t e s a u f d e n S p i e gel ü b e r t r a g e n , d e r e n E i n f l u ß a u f d i e M e ß g e n a u i g k e i t a b e r n i c h t b e s t i m m t w e r d e n k o n n t e . D i e E r g e b n i s s e g e h e n a u s d e r Z a h l e n t a f e l I u n d II h e r v o r . A b b . 5 z e i g t ein D i a g r a m m dieser

Versuchsreihe. Sk

Sk

Sk

Sk

Sk

A b b . 5.

D i a g r a m m a u s der V e r s u c h s r e i h e H e i d e n h e i m ( u m g e z e i c h n e t ) . Sk = S k a l e n l i n i e n ; Z = Z e i t m a r k e n der J a q u e t - U h r .

Zahlentafel

I.

Versuche in Heidenheim I. 1

2

3

Diagramm Nr.

Öffnung Regler

Überfall

Q in l/s Druckschreiber

5 Fehler in %

226,6 225,7 225,9 226,0 226,2

231,2 229.2 224.3 229,6 232,0

+ + — + +

2,03 1,55 0,71 1,59 2,56

30

103,3 103,3 103.3 103,0

105,5 105.0 104.1 105,1

+ + + +

2,13 1,65 0,77 2,04

90

161,4 161,3

163.2 167.3

+1,11 +3,72

1

60

2 3 4 5

»

6 7 8

9 10 11

4

Ein neuer Druckschreiber f ü r Wassermessungen nach dem Gibson-Verfahren.

10

Zahlentafel

II.

Versuche in Heidenheim II. 1

2

3

Diagramm Nr.

Öffnung Regler

Überfall

Druckschreiber

224,9 225,1 224,7 224,4

228,8 230,5 229,85 228,8

+ + + +

228,7 288,3 287,7 287.5

293,6 296,0 290,8 292,0

+ 1J0 + 2,66 + 1,08 + 1,55

obere Düse geschlossen

150,6 150,1 150,1 150,4

153,0 153,0 153,0 153,0

+ 1,59 + 1,93 + 1,93 + 1,73

40

76,0

77,8

+ 2,37

1 2 3 4

60

5 6 7 8

80

J»

ff

9 10 11 12

! I

13

4 Q

5

in 1/s

F e h l e r in »/«

1,73 2,40 2,30 1,96

II. Die Vergleichsmessungen am Walchensee. D e r G i b s o n - A p p a r a t w a r 132,6 m v o m E i n l a u f e n t f e r n t , a m A n f a n g d e s s t e i l s t e n R o h r s t ü c k e s a u f g e s t e l l t ( A b b . 6). Die R o h r l ä n g e bis z u r T u r b i n e b e t r u g 2 9 7 m . Die m i t t l e r e F a l l h ö h e bis z u m D r u c k s c h r e i b e r w a r 65 m , v o m A p p a r a t bis z u r T u r b i n e 120 m . Die 8 G i b s o n - V e r s u c h e f a n d e n Wasserschloß

n a c h B e e n d i g u n g a l l e r a n d e r e n V e r s u c h e s t a t t u n d w a r e n in 70 M i n u t e n zu E n d e g e f ü h r t . D e r V e r g l e i c h m i t d e n F l ü g e l m e s s u n g e n w u r d e ü b e r die W i r k u n g s g r a d k u r v e d u r c h g e f ü h r t , so d a ß alle s y s t e m a t i s c h e n e l e k t r i s c h e n M e ß f e h l e r o h n e E i n f l u ß s i n d u n d n u r die z u f ä l l i g e n F e h l e r d i e E r g e b nisse d e r e i n z e l n e n M e ß v e r f a h r e n v e r ä n d e r n . Nach den Versuchen nommen worden:

in

Heidenheim

waren

am

Instrument

folgende Änderungen

vorge-

11

Ein neuer Druckschreiber f ü r Wassermessungen nach dem Oibson-Verfahren. 1. Die Z e i t z e i c h e n d e r J a q u e t - U h r w a r e n g e ä n d e r t w o r d e n u n d n u n e i n w a n d f r e i

ablesbar.

2. Die S t r i c h s t ä r k e k o n n t e in P a p i e r m i t t e a u f 0,1 m m h e r a b g e d r ü c k t w e r d e n , n a h m j e d o c h zu d e n P a p i e r r ä n d e r n h i n i n f o l g e e i n e r r e l a t i v g r o ß e n R a n d u n s c h ä r f e des O b j e k t i v e s z u . D e r W e r t ^ der R o h r l e i t u n g w u r d e an H a n d der B a u z e i c h n u n g e n d u r c h Messung des ä u ß e r e n U m f a n g e s an einer ausreichenden

Zahl der verschiedensten

entsprechender Berücksichtigung der Blechstärke

Einzelschüsse

der Rohrleitung

mit

ermittelt.

E s w u r d e n 3 V o r v e r s u c h e z u r F e s t l e g u n g d e r zu v e r w e n d e n d e n F e d e r u n d d a n n 8 H a u p t v e r s u c h e g e m a c h t . L e i d e r w u r d e n die 3 V o r v e r s u c h e n u r m i t k l e i n e n W a s s e r m e n g e n g e m a c h t , s o d a ß sich eine E i g e n t ü m l i c h k e i t des Reglers nicht zeigte. N a c h der ersten I n b e t r i e b s e t z u n g der T u r b i n e w a r s e i n e r z e i t e i n e L e i s t u n g s e r h ö h u n g v e r l a n g t u n d d u r c h w e i t e r e s Ö f f n e n d e r D ü s e n err e i c h t w o r d e n , w o z u j e d o c h a m R e g l e r die H i n z u f ü g u n g e i n e s z w e i t e n A r b e i t s z y l i n d e r s n ö t i g gew o r d e n w a r . In d e m bei d e n V e r s u c h e n v o r h a n d e n e n Z u s t a n d d e r T u r b i n e f a n d e n d e s w e g e n bei A b s c h a l t u n g v o n m e h r als 3 m 3 / s zwei z e i t l i c h v o n e i n a n d e r g e t r e n n t e R e g l e r v o r g ä n g e s t a t t . D a z w i s c h e n t r a t ein D r u c k a b f a l l a u f , f ü r d e n d e r D r u c k s c h r e i b e r n i c h t e i n g e s t e l l t w a r u n d die D i a g r a m m b r e i t e n i c h t a u s r e i c h t e , s o d a ß ein Teil d e r D r u c k l i n i e f e h l t e . Von d e n 8 V e r s u c h e n w a r e n d e s h a l b n u r 2, bei d e n e n diese R e g l e r e i g e n a r t n i c h t in E r s c h e i n u n g t r a t , e i n w a n d f r e i ; bei w e i t e r e n 2 D i a g r a m m e n ist d e r h i e r d u r c h m ö g l i c h e F e h l e r bei d e r A u s w e r t u n g n o c h g e r i n g . Die l e t z t e n 4 D i a g r a m m e mit gleicher oder noch größerer W a s s e r m e n g e w u r d e n deshalb nicht m e h r ausg e w e r t e t . A b b . 7 ist eines d e r a u s g e w e r t e t e n D i a g r a m m e , d a s bei k l e i n e r W a s s e r m e n g e e r h a l t e n wurde.

A b b . 7. D i a g r a m m a u s d e r V e r s u c h s r e i h e W a l c h e n s e e w e r k ( u m g e z e i c h n e t ) . Sk = S k a l e n l i n i e n ; Z = Z e i t m a r k e n d e r J a q u e t - L h r ; K - - Z e i c h e n d e r K o n t a k t u h r ;

Die

Leckwassermengenbestimmung

Fehler möglich

erfolgte

nur schätzungsweise,

Schlußlinie.

so d a ß h i e r ein

kleiner

ist.

D u r c h S t a u b k ö r n e r , die sich z w i s c h e n d e n Z a h n r ä d e r n d e s K o l b e n a n t r i e b e s f e s t s e t z t e n , w u r d e n k l e i n e S t ö ß e a u f die F e d e r ü b e r t r a g e n , d i e sich in d e n D i a g r a m m e n

zeigen.

Da der Oberwasserspiegel periodischen S c h w a n k u n g e n u n t e r w o r f e n war, w u r d e der Registrierpegel b e n ü t z t .

Die E r g e b n i s s e g e h e n a u s f o l g e n d e r Z a h l e n t a f e l Zahlentafel

hervor.

III.

Versuche im Walchenseewerk. Versuch Nr.

2

3 4

Q in m ' / s f ü r H= 192 m mit Flügel ; mitDurchschreiber

2,710 2,726 4,050 5,678

2,687 2,710 4,060 5,745

;

F e h l e r in m ' / s

— — — +

0,023 0,016 0,010 0,067

i

F e h l e r in "/