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De neleitihigkeit und seine sehr geringe Dichte, die 
noch manche anderweitige Verwendung des neuen Er- 
 zeugnisses für technische Zwecke ermöglichen dürften. 
ae S 
De 
_ Die Zündgeschwindigkeit brennbarer Gasgemische 
st der Gegenstand einer eingehenden theoretischen Un- 
tersuchung, deren Ergebnisse Prof. Nusselt in Dresden 
eZ. Bde 1.; Jahrg. 1915, S. 872 ff.) veröffentlicht 
at, Aut Grund der Gesetze der Wärmeleitung und 
der chemischen Dynamik wird hier eine Frage erörtert, 
deren Lösung für die Theorie der Verbrennungskraft- 
maschine von wesentlicher Bedeutung sein muß. Unter 
= den Verbrennungsarten ziindfiihiger Gasgemische muß 
man von vornherein zwei Möglichkeiten scharf unter- 
scheiden, die bei dem Vorgange selbst wohl nachein- 
ander auftreten können, an sich aber grundverschiedene 
Prozesse darstellen. Eine dritte, eigenartig kombinierte 
_ Verbrennunesmethode, die Explosionswelle, wird hier 
außer Betracht gelassen. Ein explosibles Gemisch, z. B. 
_ Wasserstoff und Luft, kann man zunächst dadurch zur 
- Entzündung bringen, daß man es in einem geschlosse- 
nen Gefäße gleichmäßig erhitzt. Bei bestimmten Tem- 
 peraturen, die für die einzelnen Gemische je nach der 
chemischen Natur ihrer Bestandteile sowie nach ihrer 
prozentualen Zusammensetzung verschieden und ex- 
 perimentell festgelegt sind, tritt dann Selbstzündung 
ein, eine Verbrennungsart, die also in allen Teilen des 
€ Gemisches gleichzeitig einsetzt und gleichartig ver- 
Ke läuft. Man kann in diesem Falle nur von einer Reak- 
_ tionsgeschwindigkeit reden, worunter z, B. in unserem 
Falle des Hs-Luft-Gemisches die Anzahl Mole Wasser- 
_dampf zu verstehen ist, die sich in der Zeiteinheit 
bilden. Die vollständige Reaktion erfordert natur- 
gemäß eine gewisse Zeit, die Reaktionsdaucr, Nach 
den Gesetzen der chemischen Dynamik findet man, dai 
die Reaktionsgeschwindigkeit vom Mischungsverhältnis 
_ wesentlich abhängt, und ebenso, daß sie mit dem An- 
 fangsdruck steigt. Dieser erste Fall der Verbrennung 
kann bei Gasmaschinen dann eintreten, wenn die — 
mit starker Erwärmung verbundene — Kompression 
des angesaugten Gemisches so hoch getrieben wird, 



be 





_ daß vor dem Totpunkt Selbstziindung eintritt, und ist 
dann durchaus unerwünscht. Von der Geschwindigkeit 
Fr der Reaktion kann man sich ein Bild machen, wenn 
A 

man erfährt, daß bei einer Anfangstemperatur von 
3880 abs. und 1 at Druck und einem Mischungsverhält- 
nis von 20 Raumteilen Hs» und 80 Raumteilen Luft die 
aan nur 0,0080 sk beträgt! Der zweite, 
praktisch häufigere Fall der Verbrennung, wie er auch 
bei den Gasmotoren üblich ist, tritt ein. wenn eine 
fremde Wärmequelle, z. B. der elektrische Zündfunken, 
zunächst nur eine lokale Verbrennung hervorbringt. 
die sich durch Wärmeleitung in die benachbarten 
 Gemischteile fortpflanzt, welche also vorher noch unter- 
halb der Entzündungstemperatur waren. Die Tren- 
_ mungsschicht zwischen den bereits verbrannten und 
den ach unverbrannten Gasteilen in einem geschlosse- 
nen Raume, die Brennfläche, wird nun in der Zeit- 
 einheit einen bestimmten Weg, ausgehend von der Zünd- 
stelle, vom ersteren nach dem letzteren Teile zurück- 
legen. Dieser Weg ist die „Zündgeschwindigkeit“. Bei 
oleichbleibendem Druck wird sie wegen der gleichen 
= © Anfangszustände aller Teile über die ganze Wegstrecke 
hin einen konstanten Wert besitzen. Während die 
_ Reaktionsgeschwindigkeit die Dimension „Menge in der 
Zeiteinheit‘ hat, ist also die Zündgeschwindigkeit eine 
lineare, in Meter/Sekunde zu messende Größe. Auf 
Grund der Gesetze der Wärmeleitung und der allge- 
Re 








: = . . 3 
Heft 10. Physikalische und technische Mitteilungen. 131 
meinen thermodynamischen Hauptsätze erhält Nusselt 
fiir die Ziindgeschwindigkeit eine neue, einfache Formel, 
welche diese Größe als Funktion der physikalischen und 
chemischen Eigenschaften des Gemisches darstellt. Sie 
lautet 
Messen she Po’ Ar Do: Tor: (Ps EN + H,0 
| 103,7 -h2-C 'p a 
und gibt die Zündgeschwindigkeit w in Meter/Sekunde 


an, wobei 
i die mittlere Wärmeleitzahl des Gemisches, 
go der Anfangsdruck (der konstant bleibt), 
To die Anfangstemperatur, 
'. die Entzündungstemperatur, 
due Verbrennungsendtemperatur, 
H>°die Raumteile Hs vor der Verbrennung, 
0, 5 Oz n » 
C, die mittlere spezifische Wärme des Normal- 
volumeus (288° abs., 1 at Druck) zwischen 7’, 
unde 1, 
R die Gaskonstante und 
cı eine durch Versuch zu ermittelnde Konstante 
sind. 
Die Ziindgeschwindigkeit des angeführten Beispiels 
(20 Raumteile Hs, 80 Luft) würde danach 1,41 m/sk 
betragen. Im Falle eines H3-Luft-Gemisches wird, wie 
aus der Formel hervorgeht, die Zündgeschwindigkeit 
stark verschiedene Werte und auch ein Maximum haben 
— etwa bei 2,60 m/sk — je nachdem, ob die Ver- 
brennung unter Luitmangel oder Luftüberschuß statt- 
findet. Die theoretisch sich ergebende Kurve: Zünd- 
geschwindigkeit als Funktion des Wasserstoffgehalts 
stimmt nun mit der experimentell ermittelten sehr gut 
überein. Ebenso kann man auf Grund der Betrach- 
tung die Stärke der Brennzone « berechnen. 

v- R? 
Cm, 
To: Po c° HS Oy. 
Bei dem obigen Beispiel würde danach x = 0,11 mm 
sein. Auch den Einfluß der Vorwärmune 7, auf die 
Zündgeschwindigkeit sowie auf die „Zündgrenzen“ 
d. h. die Mischungsverhältnisse, bei denen die Zünd- 
fiihiekeit beeinnt bzw. aufhört, kann man aus den an- 
geführten Formeln ableiten, so daß ein wichtiger Schritt 
in der Theorie der  Verbrennungsvorginge getan 
2 
erscheint. 1B Ike 
Beton als Baustoff für Fundamente Trotzdem 
Beton für Gebäudefundamente und auch für die Her- 
stellung ganzer Gebäude bereits ein sehr großes An- 
wendungsgebiet gefunden. hat, wird er immer noch für 
die Herstellung der Fundamente viel zu wenig be- 
achtet. Man hört oft den Einwand, daß die Her- 
stellung von Fundamenten aus. Beton weniger einfach 
sei als aus. Ziegelmaterial. Aber auch wenn das rich- 
tig wäre, wäre der Einwand unberechtigt; ein Beton- 
fundament besitzt so viele Vorzüge, daß diese allein 
schon die häufigere Anwendung von Beton empfehlen. 
Die Vorteile liegen in der viel größeren Festigkeit 
und der schnelleren und billigeren Herstellung. Die 
Betonfundamente müssen aber mit großer Sorgfalt 
hergestellt werden, wenn bei geringstem Materialauf- 
wand hohe Festigkeit erreicht werden soll. Bei der 
Beurteilung des Preises muß sowohl die Art und Rein- 
heit der verwendeten Materialien wie auch die Art 
der Verarbeitung berücksichtigt werden. Beton be- 
steht aus einem Gemisch von Zement, Sand, Kies oder 
an Stelle des Sandes aus Steinschlag oder auch zer- 
kleinerter Hochofenschlacke. Die verschiedenen Zu- 
schlagstoffe müssen nicht nur sorgfältigst gemischt 
