Wann ist ein Kessel ein guter Dampferzeuger?

  • Nachdem ich heute nachmittag mit einer fremden Lok eine peinliche Vorstellung hatte, obwohl man mich gewarnt hatte, möchte ich nun einmal mein Knowhow aus meiner früheren Welt als Chemieingenieur benutzen, um die möglichen Ursachen zu analysieren. Ich konnte machen was ich wollte, die Lok machte einfach nicht genug Dampf. Der Eigentümer lachte sich eins, und fuhr anschließend ohne Probleme seine Runden... :(
    Er kannte den Trick.

    Das folgende mag etwas theoretisch klingen, es spiegelt die tatsächlichen Verhältnisse aber wieder.

    Schaut einmal das Diagram an.
    Dort sind die Kurven von Wärmeerzeugung unf Wärme(ab)transport bei einem chemischen Reaktor mit Wärmeübergang und Selbsthemmung der chemischen Reaktion dargestellt. Der Kessel ist nichts anderes als eine solcher Reaktor. Die Selbsthemmung kommt dadurch zustande, daß die Verbrennungsgase erst zu den Oberflächen der glühenden Kohlen gelangen oder vor dort wieder wegdiffundieren müssen. Ausserdem entstehen hemmenden Reaktionsprodukte, Asche.

    W ist die erzeugte oder abtransportierte Wärmemenge
    T ist die Reaktionstemperatur

    (Da wo sich die Achsen schneiden ist nicht Null grad!)

    Die geschwungene Kurve II ist die durch chemische Reaktion freigesetzte Wärmemenge. Zuerst bescheunigt sich alles mit steigender Temperatur, aber dann tritt die Hemmung ein. Die Geraden I, Ia, Ib sind verschiedene Fälle des Wärmeüberganges (-abtransportes). Der Wärmeübergang ist fast immer proportional zur Temperatur.

    Betrachten wir einmal Kurven I und II und deren Schnittpunkte. An den Schnittpunkten sind die Verhältnisse ausgeglichen: gleich viel Wärme wird erzeugt wie abtransportiert. Von den drei Betriebspunkten (Schnittpunkten) 1, 2 und 3 sind aber nur Punkte 1 und 3 stabil. Etwas 'rechts' von 2 wird mehr Wärme erzeugt, das ganze System heizt sich auf und landet bei 1.

    Oberhalb von 1 wird wieder gekühlt, so daß sich stabile Verhältnisse einstellen.
    Hier haben wir ein nettes helles Feuer!

    Unterhalb von 2 kühlt sich alles schnell ab (mehr Wärme abgeführt als erzeugt) und wir gelangen zum Punkt 3, wo wir nur noch eine müde 'schwarze' Glut hätten, die Lok hat eine miese Leistung.

    Ein Kessel mit einer Wärmeübergangskurve Ia wäre ein sehr guter Dampferzeuger. Unterhalb des Betriebspunktes 6 ist ein weiter Bereich, wo jede Störung oder Lastschwankung das System wieder zu dem guten Betriebspunkt zurückbringt.

    Das andere Extrem wäre das System mit Wärmeübergangskurve Ib. Dort gibt es überhaupt keinen Betriebspunkt mit stabiler Wärmeerzeugung auf hohem Niveau.

    Was kann man nun tun, um die Leistung zu verbessern?

    1. Guten Wärmeübergang sichern:
    Kesselrohre sauber halten, Verkalkungen vermeiden

    2. Die Selbsthemmung später eintreten lassen:
    Richtige Luftmengen, guter Zug zum Schornstein, richtige Freifläche beim Rost,
    aber auch passender Abstand der Roststangen, damit Schlacke schnell aus dem System herausfällt.
    RICHTIGE Höhe und Verteilung des Glutbettes.
    Klinkerbildung vermeiden, Glutbett nicht zu häufig aber auch nicht zu selten 'durchziehen'
    schlackenarme Kohle verwenden

    Hierdurch entsteht ein größerer 'Bauch' oberhalb der Geraden des Wärmeübergangs.


    Der Trick bei der Lok war, nach einer Zeit, die der Eigentümer gut kannte immer mal wieder leicht am Rost zu rütteln und Glutbett von hinten nach vorn hin abfallend halten.

  • Hallo Freunde
    Es ist wirklich eine Tatsache es giebt grosse unterschiede bei Dampfkessel. Jeder Heizer könnte ein Lied singen über ungeliebte Kessel. Die Heitztechnik ist auch bei unseren Modellkessel unterschiedlich,die einen brauchen ein niedriges Feuer die andern mögen es hoch mit einigen kann man mit Holz feuern die andern lieben Steinkohle. darum musten auch auf den verschiedenen Loks Einweisungen gemacht werden ,und ich Rate allen die mit einer Fremden Lok Fahren zuerst dem Feuermann gut zuzuschauen um möglichst alles zu beherschen.
    Mann solte auch keine Hemmungen haben zu Fragen und wenn man mit einer Fremden Lok fahren darf sagt der Lokbesitzer schon woraum man schauen sollte ,er möchte die Lok sicher ganz Retour.
    Mit den besten Grüssen Hannibal

    * 1940 † 2017

  • Mahlzeit,

    Hannibal hat vollkommen Recht, jede Maschine ist anders, mitunter selbst sind bei baugleichen Loks Unterschiede im Betriebsverhalten zu finden.

    Neben den genannten Ursachen können es auch so banale Dinge wie durch Asche verstopfte Luftklappen/-zuführungen sein. Das ist auf dem ersten Blick nicht sichtbar, ebenso wie Kesselsteinansatz.
    Bei der Feuerführung gibt es ebenso verschiedenste Möglichkeiten und Varianten wie flach, Ringfeuer oder sog."Heizerschippe".

    Manchmal reich auch schon ein Loch im Feuerbett, am besten in den schlecht einsehbaren hinteren Ecken der Feuerbüchse, wegen der nackten Roststäbe auch bekannt als "Pornofeuer" :D
    Die kalte Luft kann den Saugzug und Wärmeübergang dann stark negativ beeinflussen.

    Eine Einweisung auf eine fremde Lok ist nur daher immer Voraussetzung für deren Bedienung.

    Gruß Sven

    Lehrling von Nikolaj Nikolajew Lokomofeilowytsch, der unter einer sibirischen Eiche eine Dampflok aus dem Ganzen feilte... :D

  • Wenn das Verhältnis zwischen direkter und indirekter Heizfläche "paßt" und die Größe der Rostfläche zum vorgesehenen Brennstoff ... .
    Im übrigen muß die "Dampferzeugungskapazität" des Kessels mit der Dimensionierung (=Dampf-VERBRAUCH) der "Dampfmaschine" harmonieren .....

    :love: ... Gerald "GeGa" Buschan - der DAMPF-Bahn-Freak & ZENSUR-Allergiker ... !
    Orthographie: Ned imma frei erfundn & Ähnlichkeitn mit div. Regeln daher unvameidbar!
    Ceterum censeo: Das LEBEN ist schöööön - grundsätzlich !!!

    3 Mal editiert, zuletzt von GeGa_DampfBahnFreak (1. Juni 2006 um 03:33)

  • Nachdem ich wegen Zeitmangel derzeit nur sehr selten im Forum bin, hab ich den gegenständlichen Treat nur überflogen und unlängst eine - zugegebenermaßen etwas flapsige - "Antwort auf die (aufgeworfene) Frage" gepostet.
    Nach genauerer Lektüre des Treats, ist mir dieser Umstand etwas peinlich ;) ... und daher möcht ich etwas Zeit investieren um "etwas fundierter" Stellung zu beziehen bzw. Euch eigene Erfahrungen nicht vorenthalten .....

    Zitat

    Original von Yorkshireman
    Nachdem ich heute nachmittag mit einer fremden Lok eine peinliche Vorstellung hatte, obwohl man mich gewarnt hatte, ...


    "Peinliche Vorstellungen" kann man mit "fremden Loks" durchaus ganz leicht "liefern".
    Dabei muß noch nichtmal die "Dampferzeugungs-Kapazität" des Kessels dran schuld sein.
    U.U. (=unter Umständen) reicht es schon mal, wenn die "Dimensionierung der Dampfmaschine" eine "bedeutend andere" als jene der gewohnten eigenen Lokomotive ist.

    Und überdies sind "peinliche Vorstellungen" selbst mit der EIGENEN Lok möglich ...
    Dann nämlich, wenn man die Maschine "mehr denn je" fordert ... und sich dabei beim ... Brennstoff-BEDARF ... "etwas verschätzt" !
    ... Womit wir eigentlich auch wieder "beim Thema" ... "Dampferzeugung" wären :P !

    Unrühmlich Beispiele gefällig :( ?!?

    Als ich mal in Schackendorf die Lok von Jürgen Fehling fahren durfte {ein wunderschönes Foto aus jenen Tagen zierte mal als Titelbild eine Ausgabe der GARTENBAHNEN }, machte ich den Fehler, von den Triebwerksdimensionen meiner "U" auf jene von Jürgens Lok "zu schließen"; ein grober Fehler ... - der zu einem "uuur peinlichen Liegenbleiber" auf der Rampe aus dem Tunnel führte.
    Fotographisch dokumentiert von zahlreichen "Schaulustigen"; zumal ich ordentlich ("Stinke-Kohle") "aufgelegt" hatte und demgemäß "geile Fotos" zu erwarten gewesen wären .....

    Der Grund:
    Meine "U" zieht mit 2,5 bar durchaus einen schweren Zug; aufgrund ihrer "überreichlichen" Zylinderbohrungen.
    Die "Fehling-Lok" hingegen ... hat etwas "mickrige" Bohrungen; was immer "spitzen Kesseldruck" verlangt um "ordentlich über die Runden zu kommen" !
    Unter 4 bar tat sich da überhaupt nix mehr; von 2,5 bar ganz zu schweigen :( .....
    Mein "Scheitern" war also vorprogrammiert; selber schuld !

    Ja doch; und selbst mit der eigenen Lok "blamable Leistungen zu liefern" "geht" :D ... :

    Heuer zum Fest in Oberursel, hab ich meine "P4" gefordert wie noch nie zuvor !
    Ich hab den schweren 7 1/4"-Publikumszug der Gastgeber, die Personentransportwagen von Jacques UND 4 Wagen aus meinem Bestand PLUS "ein paar Erwachsene" (als Fahrgäste) "drangehängt" !!!

    Was soll ich sagen;
    ... es war total WUNDERBAR diesen Zug überhaupt in Fahrt zu bringen und dann über die an die Bahnhofsausfahrt anschließende Steigung zu schleppen und auch im Linksbogen vorbei an "Häusl" und Besucher-Zugang und Fußgänger-Brücke/-Überführung nicht "in's Schleudern zu kommen (im wahrsten Sinne des Wortes; vermutlich aufgrund unebener Stellen im Gleis bzw. im Schatten liegender - nach Regenfällen - länger feucht bleibender Gleisabschnitte!) und/oder gar liegen zu bleiben ... !!!
    Nach 2 Runden ... ist mir ganz genau LETZTERES passiert ... !
    Ich bin wegen Dampfmangel liegen geblieben; trotz hell brennenden Feuers.
    Bloß; es war nicht genug "Nahrung" da ... - für dieses (helle; keineswegs verschlackte!) Feuer.
    Ich hatte schlicht & ergreifend zu WENIG nachgefeuert :( ..... !

    I bin's afoch net gwohnt ..., daß i bei/trotz Anthrazit-Feierung "wia deppat PACKLN" muaß(!) ... !!!

    Hannibal war Fahrgast an jenem denkwürdigen Abend in bzw. auf jenem ungewöhnlichen "mixed train" :D !
    Sein Kommentar; nachdem er ausgestiegen und zum (liegenden:))) Lokführer sich begeben hatte:
    "Der Lokführer war super ... - aber der Heizer hat versagt ... 8) :D ;) !
    Dieser Fehler ist mir natürlich NICHT wieder passiert; die folgenden 8-10 Runden - "am Stück"(!) ... - waren kein Problem mehr :)) :] :D !!!

    Am Rande bemerkt:
    Siegfried B. fragte mich:
    "Wie kriegst Du bei diesem schweren Zug "Feuer & Wasser" auf die Reihe?!?"
    Meine Antwort:
    "Ich bin UNUNTERBROCHEN "am Schaffen" (=im Stress)!"
    Will heißen:
    Ich hatte IMMERZU "Vollbeschäftigung" !!!
    Bergauf lag meine volle Konzentration "beim Fahren"; hatte ich alle Hände voll zu tun {genau gesagt eigentlich "überwiegend die Rechte" ;)} um Steuerung und Regler zu bedienen, die Lok am Schleudern zu hindern bzw. selbiges durch rasches Beiziehen und sofortiges Wiederöffnen des Reglers zu unterbinden ...
    ... und beim Einfahren in den Steigungsbereich (über die Gleiskreuzung zur Schiebebühne bzw. den Weichenbereich der Einfädelung des vom Bahnhof kommenden Gleises) den Schwung auszunutzen und die Fliehkräfte der dadurch relativ hohen Geschwindigkeit durch Gewichtsverlagerung meines auf dem Tender ruhenden Oberkörpers auszugleichen .....

    Die "Bergab-Passagen" (nach dem Bogen zur "Entscheidungs-Geraden" {"Willst du nun in den BAHNHOF oder doch die UMFAHRUNG nehmen ?(!"})
    MUSSTE ich nutzen um abwechselnd ...

    - NACHDEM ich die Steuerung ganz weit (auf die letzte Raste vor "Mitte") zurückgenommen und den Regler stark gedrosselt hatte
    {NICHT(!) "ZUgemacht"; da diesfalls der schwere - und daher auch sehr träge - Zug aufgelaufen wäre!!!} -

    ... für DAMPF und WASSER bzw. für "ein ordentliches FEUER" zu sorgen !

    Ich hatte - jeweils abwechselnd - entweder den Bläser voll anzustellen und den Injektor anzuwerfen ...

    {und BEIDE Aggregate wieder "out of use" zu nehmen/setzen BEVOR es wieder "volles Rohr" "BERGAN" ging ...}

    bzw. die Feuertür aufzufummeln und MEHRERE Schaufeln ANTHRAZIT nachzuFEUERn ... !!!

    Ja doch:
    "DAMPFlokFAHREN macht TOTAL SPASS; durchaus auch im "Maßstab 1:11 ... !!!!! "
    Vorausgesetzt ... :
    " Der Kessel ist ein guter Dampferzeuger ... !!! ;) :)) :] 8) :D "


    Zitat

    ... Das folgende mag etwas theoretisch klingen, es spiegelt die tatsächlichen Verhältnisse aber wieder. ...


    Ich schätze die Bemühungen des Einbringens dieser theor.Grundlagen; ehrlich!
    Sie erschienen mir aber reichlich "undurchsichtig" ... wären da nicht die (anschließenden, ausführlichen) "Diagramm-Besprechungen" "anbei" ... !

    So ausführlich hab/hatte ich mir die "Vorgänge in der Box (="im Reaktor")" noch "kaum je" vor Augen geführt; vorsichtig formuliert ... .

    Zitat

    Was kann man nun tun, um die Leistung zu verbessern?
    1. ...
    2. ..., aber auch passender Abstand der Roststangen, damit Schlacke schnell aus dem System herausfällt.
    RICHTIGE Höhe und Verteilung des Glutbettes.
    Klinkerbildung vermeiden, Glutbett nicht zu häufig aber auch nicht zu selten 'durchziehen'
    schlackenarme Kohle verwenden


    Der "passende Abstand" zwischen den Roststäben hat - meiner Erfahrung nach - hauptsächlich Einfluß auf die "ausreichende Luftzufuhr".
    Breitere Rostspalten erlauben dabei BESSEREN Zutritt der nötigen Verbrennungsluft !!!
    Die Roste (aus VA) in meiner "P4" sind - bereits seit geraumer Zeit - stark verzogen {vor allem aufgrund eines dereinst "(über)vollen Aschkastens" ... was zu Überhitzung und Verzug der beiden Rost-Elemente führte}.
    Daher ergeben sich ungleiche und zum Teil erheblich GROSSE "Roststab-SPALTEN".
    Ich konnte bis dato - auch nicht in Oberursel; wo wirklich - verhältnismäßig - grosse Mengen Brennstoffes (in Form großkörnigen Anthrazits) auf den Rost wanderten - keinerlei negative Auswirkungen dieser "stark unregelmäßigen und im Schnitt gut 4mm breiten Rostspalten" feststellen.
    Selbst die befürchteten "Rostspaltverluste" - durch durchgefallenen unverbrannten Brennstoff - bleiben in der Praxis aus bzw. sind minimal.
    JEDENFALLS ... im Vergleich zu ...
    ... mit "ZM-Normrosten" ausgerüsteten, nach (fast) jeder Runde ("fleißig") im Feuerbett herumstochernden (will heißen: "schürenden") "Dampfbahn-Kollegen" ......

    SCHLACKE hingegen - welche meines Wissens nach "geschmolzene Asche" ist und sich im "hellen Feuerbett" in teigigem Zustande befindet UND im übrigen durch blaue Flämmchen sich "bemerkbar macht" ...
    ... "FÄLLT eher nicht - nicht wirklich - DURCH DEN ROST" ... nichtmal durch meine - bis zu 10mm breiten - "Monster-Rostspalten" ... .

    "RICHTIGE Höhe und Verteilung des Glutbettes" ist wichtig; keine Frage.
    Helles - aber "zu dünnes" - Feuer-/Glut(bett) kann nicht die "gewünschte/benötigte" Hitze "liefern".
    Überdies sagt "helle Glut" nicht zwangsläufig was über die Qualität des "Feuers" aus !!!
    Auch glühende SCHLACKE "leuchtet hell".
    Doch ... :
    Sobald man das "Glut-SCHLACKE-Bett" mit dem Schür-/Feuerhaken AUFREISST ... werden die SCHLACKE-Brocken SCHWARZ ...
    ... und vom soeben noch "HELL glühenden FEUER" bleiben bloß noch ein paar kümmerliche Bröckerl übrig ... .
    Schon mal jemand sowas Ähnliches (auch) erlebt ?( ... ?!?!?

    Was die Vermeidung von "Klinkerbildung" angeht ... bin ich ahnungslos.
    Ich weiß schlicht nicht ... was "Klinker" ist.
    Meint man mit "Klinker" eigentlich Schlacke ?( ?!?

    Zum "Durchziehen des Glutbettes" fällt mir ein, daß es "verdammt viele {ZU viele ?!?} "FLEISSIGE im Schüren"" gibt; kann das sein ... ?!?

    "Schlackearme Kohle" zu verwenden ... find ich einen guten Tip; bloß:
    Das vielgelobte Anthrazit ist, meiner Erfahrung nach, nicht wirklich "schlackearm".
    Und daß ein "hohes Feuer" die Schlackebildung begünstigt; dürfte auch unbezweifelt feststehen !

    Wie dem auch sei:
    Ich wünsch uns allen - allezeit - "unblamable Fahrten" mit ausreichend enthärtetem Wasser im Kessel und durchgebranntem, unverschlacktem (="sauberem") Feuer am wohldimensionierten und "optimal geschlitzten" Rost ... !!!

    Oooh; parton !!!
    Dem W.D.Heinrich {siehe MITTELBILD der aktuellen Ausgabe von "GARTENBAHNEN "} - und allen andren Betreibern von "Öl-Kochern" oder "Gas-Rechauds" - wünsch ich natürlich ...
    ... gar KEINEN ROST {wobei jener mit der Formel Fe2 O3 beim "Öl-Heinrich" eh "chancenlos" is :D ...} und ...
    ... allzeit saubere BRENNER-Düsen ... !

    :love: ... Gerald "GeGa" Buschan - der DAMPF-Bahn-Freak & ZENSUR-Allergiker ... !
    Orthographie: Ned imma frei erfundn & Ähnlichkeitn mit div. Regeln daher unvameidbar!
    Ceterum censeo: Das LEBEN ist schöööön - grundsätzlich !!!