Zusammenfassung
Die Grundtatsache der Wärmesehutztechnik ist in der physikalischen Gesetzmäßigkeit zu sehen: Zwischen zwei Körpern von verschiedener Temperatur findet unvermeidlich ein Wärmeaustausch statt, der mit keinem Mittel gänzlich verhindert, sondern nur in seiner Intensität beeinflußt werden kann.
This is a preview of subscription content, log in via an institution to check access.
Access this chapter
Tax calculation will be finalised at checkout
Purchases are for personal use only
Preview
Unable to display preview. Download preview PDF.
References
Zuweilen wird die Aufgabe eines Wärmeschutzes, einen Körper vor Temperaturänderung zu bewahren, auch dadurch gelöst, daß man Flüssigkeiten oder Gase geeigneter Temperatur vorbeiströmen läßt. Alsdann handelt es sich aber um ein Problem der Heizung bzw. der Kühlung und nicht um ein solches des Wärmeschutzes, der ja grundsätzlich auf eine Verminderung des Wärmeausgleiches abzielt, nicht auf eine Abtransportierung unerwünschter bzw. auf einen Ersatz verlorener Energien.
Die Wärmestrahlen unterscheiden sich bekanntlich von anderen Strahlungsarten, wie den Lichtstrahlen, den Köntgenstrahlen, den ultravioletten Strahlen und den elektrischen Wellen nur durch ihre Wellenlänge.
Unter einer Kilokalorie bzw. Grammkalorie versteht man bekanntlich die Wärmemenge, welche ein Kilogramm bzw. ein Gramm Wasser von 14,5° C um 1° C auf 15,5° C erwärmt.
Vgl. M. Jakob: Z. ges. Kälteind. 1926, S. 21 u. E. Schmidt: Lit.-Nachw. Nr. 11.
Dabei ist angenommen, daß in dem Raumelement selbst keine Wärme erzeugt oder verbraucht wird.
Für den Techniker kommen für ein systematisches Studium in erster Linie in Betracht die beiden Bücher von H. Gröber: „Einführung in die Lehre von der Wärmeübertragung“. Berlin: Julius Springer 1926 und „Die Grundgesetze der Wärmeleitung und des Wärmeüberganges“ 1921 ebenda.
Ein Beispiel für zu weitgehende Vereinfachungen ist ein Aufsatz von A. Pilz: „Die Berechnung der Anheiz-Wärmemenge“, Ges. Ing. 1920, S. 397. Hier wird bei der Behandlung des Problems des Anwärmens von Gebäudemauern die Annahme gemacht, daß die pro Flächeneinheit von der Luft an die Mauer übergehende Wärmemenge zeitlich konstant sei. In Wirklichkeit ist sie aber ungefähr proportional dem Temperaturunterschied zwischen Luft und Wandoberfläche und dieser ist zu Beginn des Anwärmevorganges ein Vielfaches des Wertes bei der Beendigung desselben. Beispiele für eine Berechnungsweise, welche die Kenntnis des zeitlichen Verlaufs der Oberflächentemperatur auf der beheizten Seite voraussetzen, die nur durch Messungen an einer ausgeführten Anlage gewonnen werden kann, sind die Arbeiten von C. Schwarz: Z. f. techn. Phys. 1925, S. 457 und von A. Schlüter: Mitt, Nr. 83 d. Wärmestelle d. Ver. deutsch. Eisenhüttenleute. In seinen Büchern behandelt H. Gröber u. a. das Verhalten in allen Teilen gleichmäßig-temperierter Körper, die plötzlich in eine Umgebung anderer Temperatur versetzt werden, und in Heft 300 der Forsch.-Arb. d. V. D. I. den Fall eines unendlich langen Zylinders in einer Umgebung, deren Temperatur regelmäßige Schwingungen ausführt. Besonders die letztere Lösung gibt für eine Reihe technischer Probleme wertvolle Gesichtspunkte, ermöglicht jedoch keine direkte Verwertung für die hier vorliegenden Aufgaben.
Zwar hat W. Nusselt die laboratoriumsmäßige Untersuchung von Isolierstoffen in Würfelform gezeigt, mußte jedoch, um zu einer genügend genauen Lösung zu kommen, im Innern des Materials eine kugelförmige, gleichmäßig beheizte Oberfläche anordnen und auch der Oberfläche des Würfels durch Kühl-platten eine konstante Temperatur aufdrücken. Vgl. Lit.-Nachw. Nr. 1.
Manchmal findet man in der Literatur gewisse Näherungsgleichungen auch für andere Formen, die jedoch nur für Spezialfälle Bedeutung haben, da sie in ihren Vereinfachungen von den betreffenden Verhältnissen ausgehen.
Vgl. aber z.B. den Laboratoriumsapparat von Poensgen, Abschnitt 21, S. 99.
Bemerkt sei, daß für den Hohlzylinder für die meist vorhandene innerste, metallische Wandung eine besondere Bezeichnung eingeführt wurde, weil sie zwar wie bei der ebenen Wand wärmeschutztechnisch meist vernachlässigt werden kann, jedoch in anderer Beziehung (z. B. bei der Berechnung des stündlich durchfließenden Wärmeträgers) eine Rolle spielt.
M. Jakob kommt durch vollkommen analoge Begriffsbildung zu dem Sprachgebrauch der Elektrotechnik auf folgende Formulierung für die ebene Wand (vgl. Z. ges. Kälteind. 1926, S. 21): Darin ist F die Fläche, durch die der Wärmeaustausch vor sich geht. In einer späteren Veröffentlichung in der gleichen Zeitschrift (1927, S. 141) erweitert M. Jakob seine Begriffsbildung auch auf den Hohlzylinder und die Hohlkugel, unter Einführung eines „Formfaktors“, der für die ebene Wand = 1 wird. Da aber die praktische Berechnung in der Regel entweder direkt von Gleichungen (4) bis (15) ausgeht oder Diagramme bzw. Zahlentafeln benutzt (vgl. Teil II), so sei hier diese Formulierung, die im wesentlichen allein der besseren Anschaulichkeit dient, nur erwähnt.
Cammerer, I. S.: Lit.-Nachw. Nr. 8. Die Bezeichnung „Isolierkonstante“ fällt allerdings aus dem Rahmen der in vorstehender Fußnote erwähnten, von M. Jakob entwickelten, exakten Begriffsbildung. Sie sei aber bis zu einer endgültigen Regelung dieser Frage hier beibehalten, da sie im Gegensatz zur Formulierurig von M. Jakob keine Umstellung der üblichen Grundformeln bedingt.
K. Hencky hat darauf hingewiesen, daß man hier nicht etwa für die mittlere Wärmeleitzahl eine analoge Formel nach Gleichung (24) aufstellen darf, da dies Gleichheit der Oberflächentemperatür der Teilflächen zur Voraussetzung hätte.
Eine Zusammenstellung verschiedener Näherungsformeln für prismatische Gebilde vgl.M.Jakob: Einfluß der Kanten und Ecken auf die Wärmeabgabe eines Hohlwürfels. Z. ges. Kälteind. 1927, S. 146.
Ein graphisches Rechenverfahren, das für den nicht stationären Wärmestrom in ebenen Wänden im Bauwesen und bei gewissen Sonderaufgaben der Technik große Vorteile bietet, wurde angegeben von L. Binder: Über Wärmeübergang auf ruhige oder bewegte Luft, sowie Lüftung und Kühlung elektrischer Maschinen, 1911 und E. Schmidt: Über die Anwendung der Differenzenrechnung auf technische Anheiz- und Abkühlungsprobleme. A. Föppl-Festschrift 1924, S. 179. Vgl. auch Lit.-Nachw. 52.
Diese Voraussetzung ist allerdings praktisch nur für Sattdämpfe und Flüssigkeiten auch bei größeren Rohrleitungslängen einigermaßen zutreffend. Bei Heißdämpfen und Gasen gilt die Formel nur für den Anfang der Leitung, während für Punkte in größerer Entfernung das Anwärmen durch die Temperaturerniedrigung des Wärmeträgers, wie sie eine Folge des Wärmeentzuges an den vor hergehenden Stellen ist, verzögert wird.
Vgl. S. 61.
Über die wirtschaftliche Bedeutung einer Isolierung von Kesseleinmauerungen bei unterbrochener Betriebsweise vgl. Abschn. 44, S. 231.
Cammerer, I. S.: Lit.-Nachw. 55.
Der Wärmeverlust ist in Abb. 16 und 17 als Wärmefluß in Millivolt aufgetragen, entsprechend seiner Feststellung in der Originalarbeit des Verfassers (Lit.-Nachw. Nr. 55) mit dem Wärmeflußmesser nach E. Schmidt.
Vgl. S. 162 Zahlentafel 43, die durch Interpolation für verschiedene Isolierstärken die Zeit z 0 angibt.
Für verschiedene Isolierstärken ist auf S. 163 hieraus eine Tafel interpoliert.
Eine erhebliche Rolle spielt die im Wasser gespeicherte Wärme vor allem bei der Frage des Einfrierens von Wasserleitungen im Winter. (Vgl. Abschn. 35, S. 178.)
Vgl. I. S. Cammerer: Lit.-Nachw. 75, Heft 2, 1924.
Der Ordinatenmaßstab der Abbildung bezieht sich auf Schichten von je 1 mm Stärke.
Freundlichst überlassen von den Vereinigten Deutschen Kieselgurwerken, Hannover.
Hersteller: Kheinhold & Co., Berlin SW 61.
Hersteller: Christiani & Nielsen, Hamburg 5. Zellenbeton wird durch Mischen von Schaum mit Beton erzeugt. Für das Bauwesen ist auch die Porenerzeugung durch Zersetzung feiner Metallpulver (Gasbeton, Aerokret) von Wichtigkeit geworden.
Natürlich werden auch faserige Materialien allein zum Ausstopfen von Hohlräumen benutzt, wie Schlackenwolle, Glaswolle, Asbest.
Hersteller: Deutsche Prioform-Werke, Köln a. Rh.
Angaben von Lieferfirmen, die auf Grund von besonderen Fundstätten ihrer Kieselgur eine allgemeine Überlegenheit ihrer Fabrikate beweisen wollen, sind nicht stichhaltig.
Material I, II und III von der Firma Rheinhold & Co., Material IV ungenanntes Fabrikat. Die Versuche wurden an Probekörpern zylindrischer Form von ca. 26 mm 0 und 28 mm Höhe vorgenommen. Die genannten Mittelwerte ergaben sich zum Teil aus vier, zum Teil aus zwei Versuchen. Eine Entnahme der Probe bei Material II aus der äußeren Seite, bzw. der Mitte der angefertigten Steine ergab keine wesentlichen Unterschiede, ein Zeichen eines gleichmäßigen Brandes mit langsamer Abkühlung. Anderenfalls treten Haarrisse auf, welche die Festigkeit stark herabsetzen.
Es kann dies auf die Rohstoffe zurückgeführt werden, es kann dies aber auch eine Folge der grobporösen Struktur des Materials III sein, das bei gleichen Lufteinschlüssen die festen Bestandteile in stärkeren Porenwandungen vereinigt. Die damit verbundene Erhöhung der Wärmeleitzahl (vgl. S. 84) kann hier in den Kauf genommen werden.
Eine kurze Zusammenstellung aller wichtigen Formeln findet sich in der „Hütte“, I. Bd. oder unter mehr praktischen Gesichtspunkten in der Arbeit von Schack und Rummel, Lit.-Nachw. 16. Eine ausführliche Behandlung ist in den mehrfach erwähnten Büchern von H. Gröber gegeben, sowie von Ten Bosch, Verlag Jul. Springer, Berlin.
z. B. Hencky a. a. O.
Nach Gröber.
Bei Flüssigkeiten, Dämpfen und Gasen in Behältern und Rohrleitungen ist α0 = α, d. h. der Strahlungsanteil ist vernachlässigbar infolge der geringen Temperaturdifferenzen gegenüber der Wandung. Nur bei Gasen und Dämpfen sehr hoher Temperatur (über 500°) und großer Schichtstärke kann auch hier die Strahlung eine größere Rolle spielen.
Bei isolierten Rohren kann genügend genau die Dampftemperatur selbst eingesetzt werden. Im übrigen vgl. die Fußnote auf S. 59.
Bei isolierten Rohren kann genügend genau die Gastemperatur eingesetzt werden. Im übrigen vgl. die Fußnote auf S. 59.
Vgl. I. S. Cammerer: Lit.-Nachw. 8.
Die Annahme einer mittleren jährlichen Windgeschwindigkeit von 5 m/sec senkrecht zur Rohrachse führt an sich wohl zu etwas reichlichen Werten mit Rücksicht auf die meist andere Strömungsrichtung und einen gewissen Windschutz durch Gebäude usw. Man kann jedoch bei der Berechnung des mittleren jährlichen Wärme Verlustes von Objekten im Freien hierbei bleiben unter der Voraussetzung dadurch gleichzeitig den Einfluß von Niederschlägen (Regen, Schnee) mitein-zuschließen, der auf den Jahresdurchschnitt bezogen nur gering ist. Zahlen-beipsiel vgl. Abschn. 24. S. 125.
Vgl. Schack und Rummel: Lit.-Nachw. 16.
Schmidt, E.: Lit.-Nachw. 72.
Zur Aufstellung dieser Formel, die seinerzeit vom Verfasser in Heft 2 der Mitteilungen des Forschungsheims München für die Ableitung eines einfachen Berechnungsganges der Wärmeverluste isolierter Rohre aufgestellt wurde, mußte damals mangels der Kenntnis der Strahlungskonstanten von Isolieroberflächen aus einem Vergleich der Formel von Nusselt mit der Formel von van Rinsum die Strahlungskonstante berechnet werden. Der auf diese Weise ermittelte Wert von 2,85 ist nach den neueren Versuchen von E. Schmidt (vgl. Zahlentafel 74 im Anhang) etwas zu niedrig, weil sich für fast alle Farbanstriche eine Konstante von 4,4 bis 4,6 ergibt. Trotzdem kann zunächst Gleichung (73) beibehalten werden, da durch eine Abänderung der ihr zugrunde liegenden Strahlungskonstante ein Widerspruch zwischen der Formel von Nusselt und von van Rinsum entsteht, der zunächst unaufgeklärt ist und vermutlich auf Verschiedenheiten der Luftkonvektion bei den von beiden Forschern zugrunde gelegten Versuchen zurückzuführen ist. Es bringt deshalb keinen Fortschritt, wenn eine teilweise Korrektur vorgenommen wird. Im übrigen zeigen sich die nach Gleichung (73) ermittelten Wärmeübergangszahlen in sehr guter Übereinstimmung mit Meßwerten von Chr. Eberle. Vgl. Lit.-Nachw. 2. Auch die seit der Aufstellung der Formel vielfach im Betrieb vorgenommenen Messungen der Wärmeverluste mit Hilfe des Schmidtschen Wärmeflußmessers haben jedenfalls hinsichtlich der auf ihr aufgebauten Wärmeverlustberechnungen niemals zu merklichen Unstimmigkeiten geführt.
Nach Hencky, Lit.-Nachw. 60 und Schmidt, Lit.-Nachw. 73.
Cammerer, I.S.: Lit.-Nachw. 75, Heft 2. 1926.
Die Konvektionszahl ist eine physikalische Konstante zur Berücksichtigung der durch Konvektion übertragenen Wärme, die man ohne weiteres in die Form einer scheinbaren Wärmeleitzahl bringen kann, da die durch Konvektion übertragene Wärme ebenso wie die durch Leitung ausgetauschte Wärme proportional einer Konstanten, der Temperaturdifferenz der Oberflächen der Schicht und umgekehrt proportional der Stärke der Schicht ist. Den Einfluß verschiedener Formen der Luftschicht usw. müßte man natürlich durch Ansetzen jeweils entsprechend verschiedener Konvektionszahlen berücksichtigen.
In systematischer, sehr übersichtlicher Weise behandelt diese Zusammenhänge bei Gebäudewänden K. Hencky, Lit.-Nachw. 60.
Nach einem Bericht von H. Reiher auf Grund von Messungen von W. Mull auf der 4. Tagung d. Ausschusses für Wärmeforschung des V. D. I. am 6. bis 7. 1. 1928 ist neuerdings auch die Abhängigkeit vom Temperaturunterschied der Begrenzungswände untersucht.
Der Abbildung, die aus Heft 2/1926 der WSW.-Mitt. d. Firma Rheinhold & Co. entnommen ist (vgl. Lit.-Nachw. Nr. 75) liegen noch λ k -Werte nach Hencky-Nusselt zugrunde. Es ist deshalb bei den verschiedenen Schichtstärken noch zu den Werten der Abbildung folgende Größe hinzuzuaddieren, um die λ k -Werte von Schmidt zu berücksichtigen. Die Korrektur ist nur für Temperaturen von 0 und 100°C von Bedeutung und ändert nichts an dem allgemeinen Verlauf der Kurven. Daß im übrigen hier noch genauere Versuche notwendig sind, vgl. S. 76.
Vgl. E. Schmidt: Lit.-Nachw. 53.
Hencky, K.: Lit.-Nachw. 9.
Prospekte über Isolierungen mit niedriger Wärmeleitzahl, aber hohen Anlagekosten, pflegen daher vielfach Vergleiche auf Grund der gleichwertigen Stärken bei geringen Rohrdurchmessern anzustellen, wodurch natürlich kein zutreffendes Bild der allgemeinen Wirtschaftlichkeit des Materials gegeben wird.
Z. B. in den älteren Auflagen des Tabellenwerkes von Landolt und Bornstein. Auch die Zusammenstellung von E. Schmidt in Heft 5 der Forschungsheimhefte enthält manchen unwahrscheinlichen Wert.
Derartige Zusammenstellungen finden sich in der Literatur mehrfach, insbesondere in den Mitteilungen des Forschungsheims für Wärmeschutz. Die dort vom Verfasser seinerzeit entworfenen Diagramme wurden in Heft 1/1926 der WSW-Mitteilungen (vgl. Lit.-Nachw. 75) noch weiter ausgebaut in Richtung einer eingehenderen Unterteilung der Arten der Wärmeschutzmittel und einer getrennten Darstellung der Temperaturabhängigkeit. Die vorliegenden Diagramme stellen eine Zusammenfassung der letztgenannten Veröffentlichung dar, auf die hier hinsichtlich der Ableitung der Kurven verwiesen sei.
Unter Vollkornmassen sind im Gegensatz zu Kieselgurmassen solche Stoffe verstanden, deren Einzelkörner keinen Hohlraum enthalten, wie z.B. Massen aus Gichtstaub, aus sogenanntem Si-Stoff (entfetteter Ton) usw.
Die Versuche wurden vom Verfasser im Zusammenhang mit der Erprobung eines kleinen Laboratoriumsapparates ausgeführt, der zur schnellen Fabrikationskontrolle und Erprobung von Rezepten in kleinen Mengen dienen sollte. Vgl. Lit.-Nachw. 26.
Mit äußerem Schutzmantel.
In Heft 4 des Forschungsheims ist der Einfluß der Porengröße an Hand von Abbildungen auch bei gebrannten Steinen allein nachgewiesen.
Ein weiteres Beispiel ist in Heft 4 der Forschungsheim-Mitteilungen gegeben, wo durch Beimischung von Gips zu Vollkornmassen nicht nur deren Raumgewicht, sondern auch die Raumgewichtsabhängigkeit der Wärmeleitzahl sehr stark verändert wird.
Jakob, M.: Lit.-Nachw. 37.
Friesack, A.: Schaumsteine, neues Verfahren zur Herstellung von Leichtsteinen aus Hochofen- oder anderen Schlacken. Stahleisen 1923, S. 1219.
Demgemäß müssen auch die Apparate zur Bestimmung der Wärmeleitfähigkeit von Baustoffen anders durchgebildet werden, als die von Isoliermaterialien.
Cammerer, I. S.: Lit.-Nachw. 10; Schmidt, E., u. A. Großmann: Lit.-Nachw. 10.
Es war naheliegend, in den ersten Zeiten des Prüfungswesens von Isolierungen sogenannte Vergleichsverfahren zu benutzen, bei denen irgendwelche charakteristische Temperaturen im Vergleich zu einem Normalstoff gemessen und zur Kennzeichnung des Isolierwertes benutzt werden. Alle derartigen Verfahren müssen heute als veraltet bezeichnet werden, da sie, abgesehen von zahlreichen physikalischen Irrtümern, nicht die für Berechnungen allein brauchbaren absoluten Materialwerte ergeben. Zwar ist auch die Hilfswandmethode von K. Hencky (S. 102) eine Art Vergleichsverfahren, doch ermöglicht sie die Feststellung der Wärmeleitfähigkeit.
Wichtig ist hierbei, um zu einem befriedigenden Dauerzustand der Wärmeströmung zu gelangen, daß die elektrische Spannung genügend konstant ist. Strom aus dem normalen Leitungsnetz erfüllt meist diese Bedingung nicht. Es war deshalb früher entweder Akkumulatorenstrom notwendig oder es mußten mechanische Spannungsregler vor das Netz geschaltet werden. Neuerdings besitzt man Eisenwiderstände in Wasserstoffatmosphäre (Fabrikat der Osram Kommanditgesellschaft Berlin), die in Lampenform geliefert werden und die ein bequemes Mittel zur Konstanthaltung des Stromes darstellen. Diese Widerstände müssen allerdings jeweils genau dem Nutzwiderstand angepaßt sein, so daß nur bestimmte Einstellungen von Heizenergien möglich sind.
Nusselt, W.: Lit.-Nachw. 1.
Bei Verwendung größerer Kugeln kann man durch Einlegen von Thermoelementen in verschiedenem Abstand vom Kugelmittelpunkt gleichzeitig die Wärmeleitzahl bei verschiedenen Temperaturen messen, jedoch bietet die einwandfreie Ermittlung der Lage der Thermoelemente innerhalb des Probekörpers gewisse Schwierigkeiten.
Poensgen, R.: Lit.-Nachw. 4.
Rinsum, W. van: vgl. Lit.-Nachw. 5.
Hencky, K.: Lit.-Nachw. 32.
Die Wärmeleitzahl wird lediglich infolge der geänderten Temperaturen bei einer etwas anderen Mitteltemperatur als im Betriebszustand bestimmt. Es ist natürlich unschwer, nach Erfahrungswerten der Temperaturabhängigkeit auf letzteren zu reduzieren.
Genauere Betrachtungen über diesen Punkt finden sich in der oben zitierten Arbeit von K. Hencky.
Hencky, K.: Z. f. d. Wohnungswesen in Bayern 1920, S. 524.
Sehr wichtig ist die dauernde Lufttrockenheit der Hilfswand auch während des Versuchs, damit sich ihre Wärmeleitfähigkeit durch Feuchtigkeitsaufnahme nicht ändert. Man hat daher, wenn irgend möglich, die Hilfswand auf die innere Seite der Versuchsmauer zu legen, da die Mauerfeuchtigkeit stets im Sinne des Wärmestromes wandert, anderenfalls hat man durch Zwischenlage einer absolut feuchtigkeitsdichten Schicht eine Feuchtigkeitsaufnahme der Hilfswand zu verhindern. Im letzteren Falle ändert man jedoch die natürliche Feuchtigkeitsverteilung der Mauer und es ist noch unbekannt, inwieweit sich dies auf die Wärmeleitzahl auswirkt.
An sich herrscht natürlich keine genaue Proportionalität, da die Wärmeleitzahl des Gummis sich mit der Temperatur verändert. Die neueren Modelle des Schmidtschen Wärmeflußmessers sind jedoch durch Anwendung besonderer Thermoelemente in ihrer Temperaturabhängigkeit kompensiert.
Anfänglich wurde von E. Schmidt der Vorsicht halber gefordert, bei Isolierungen mit Blechmänteln die letzteren vor der Messung zu entfernen. Dies ist bei manchen Isolierverfahren, die mit losen, pulverförmigen Stoffen arbeiten, jedoch nicht möglich. Man hat dann aber nach neueren Versuchen zu beiden Seiten des Wärmeflußmessers eine größere Anzahl, etwa 5, Blindstreifen aufzulegen. Der Meßfehler auf Blechen kann übrigens nicht nur, wie man ursprünglich annahm, durch die seitliche Wärmeabwanderung in Blech in einer zu geringen Angabe liegen, sondern sehr wohl auch in einer zu großen, da bei Blechen mit niedriger Strahlungskonstante (z. B. verzinktem Eisenblech) durch die höhere Strahlungskonstante des Gummis sogar eine erhöhte Wärmeabgabe durch den Meßstreifen hindurch hervorgerufen werden kann. Es ist daher bei blanken Blechen (auch verbleit, verzinkt usw.) zu empfehlen, außerhalb der Gummistreifen beiderseit noch ca. ½ m mit dünnem Papier abzudecken, um die gleiche Strahlungskonstante wie bei Gummi zu erhalten. Dort, wo es möglich ist, wird man aber unbedingt daran festhalten, den Blechmantel vor der Messung zu entfernen, schon allein deswegen, weil die Nähe von heißen Gegenständen (nackte bzw. schlecht isolierte Flanschen, Ventile usw.) sehr leicht unkontrollierbare Wärmeströmungen im Blechmantel hervorrufen kann.
Auch in der Literatur finden sich entsprechende Irrtümer. Vgl. z.B. A. Körting: Der Wärmeflußmesser und seine Verwendung zur Feststellung von Wärmeverlusten in Dampfleitungen. Gas Wasserfach 1925, S. 715. In dieser Arbeit wurde die Änderung des Momentanwertes der Anzeigen des Wärmeflußmessers durch einen geringen Luftzug im Betrage von 20–30% als tatsächliche Steigerung des Wärmeverlustes der Leitung betrachtet.
Erwiderungen von A. Schack, I. S. Cammerer und E. Schmidt in derselben Zeischrift 1926, S. 221. Ein anderer Irrtum, der auch mehrfach in der Praxis begangen wird, ist, daß durch den Druck der Hand infolge besseren Anliegens des Meßstreifens auf der Isolierung erhebliche Änderungen der Ausschläge eintreten. Tatsächlich ist natürlich der Druck der Hand vollkommen gleichgültig. Die Änderung des Ausschlages kommt vielmehr von der Handwärme, die zunächst nur die äußeren Thermoelemente des Wärmeflußmessers beeinflußt, nicht aber die inneren, so daß die Temperaturdifferenzen im Meßstreifen eine entsprechende Änderung erfahren.
Durch die erwähnte Dämpfung mit Hilfe einer besonderen Gummischicht wird zwar der zusätzliche Isoliereffekt der Apparatur merklich erhöht. Bei Ermittlung der Wärmeleitzahl spielt dies jedoch nach den Ausführungen unter 22 a) keine Rolle.
Die Kurven derartiger Eegistrierstreifen sind von rechts nach links zu lesen. Abb. 51 ist des besseren Verständnisses halber umgezeichnet worden.
Hencky, K.: Lit.-Nachw. 33.
Interessiert in einem besonderen Falle der normale Betriebsverlust, so kann der Einfluß der Meßapparatur unschwer rechnerisch Berücksichtigung finden, wobei man für die Wärmeleitzahl des Gummis etwa 0,15 kcal/m h °C setzen kann.
Verlag Oldenbourg, München und Berlin 1926.
Ausführlicher vgl. u. a. das Merkblatt für Temperaturmessungen mit Flüssigkeits- und elektrischen Thermometern von Osc. Knoblauch, herausgegeben von der Hauptstelle für Wärmewirtschaft. Arch. f. Wärmewirtsch. 1923, S. 15.
Eine Zusammenstellung der bei Messungen sehr hoher Temperaturen zu beobachtenden Gesichtspunkte bei Verwendung von Thermoelementen und Strahlungspyrometern ist im „Merkblatt zur Messung hoher Temperaturen“, aufgestellt vom Stahlwerksausschuß, Werkstoffausschuß und von der Wärmestelle des Vereins Deutscher Eisenhüttenleute in „Stahleisen“ 1925, S. 1850, gegeben. Die Vor- und Nachteile der einzelnen Meßmethoden sind dort eingehend aufgeführt und die großen Schwierigkeiten bei absoluten Messungen dargelegt.
Z.B. in Kesselhäusern, bei denen sich sehr oft heiße Rohrleitungsteile, wie nackte Flanschen, Ventile usw., in der Nähe befinden, oder bei Kälteanlagen.
Auch der Beobachter darf sich nur möglichst kurz in der Nähe des Thermometer aufhalten.
Hausen, H.: Zur Messung von Lufttemperaturen in geschlossenen Räumen. Ges. Ing. 1921, Festnummer z. Kongreß f. Heizung u. Lüftung, S. 43.
Für genaue Laboratoriumsmessungen benutzt man am besten Instrumente mit Bändchenaufhängung des beweglichen Systems, für Betriebsmessungen meist solche mit Spitzenlagerung. Erstere verlangen sorgfältige Aufstellung auf einem ruhig stehenden Tisch unter Einstellung einer eingebauten Libelle. Für empfindliche Registrierinstrumente wird auch Einspannung der Drehspule zwischen zwei dünnen Metallbändchen ausgeführt (Siemens & Halske) oder Spannfadenaufhängung mit Führungsspitze (Hartmann & Braun), bei denen keine ganz genaue Senkrechtstellung des Instrumentes notwendig ist. Für sehr rasche Temperaturänderungen, denen diese Meßinstrumente nicht schnell genug folgen können, müssen Seitengalvanometer evtl. mit photographischer Aufzeichnung verwendet werden.
Im Winter ist das Eis zur Vermeidung einer etwaigen Unterkühlung mit Wasser anzufeuchten. Hat man im Freien bei Frost zu messen, muß statt Eis ein Ölbad genommen werden, dessen Temperatur mit einem Quecksilberthermometer gemessen wird.
Die Nebenlötstelle muß elektrisch isoliert sein, also entweder in nicht leitendes Öl getaucht werden oder bei Verwendung von Wasser und Eis durch ein enges Glasröhrchen, das in seinem oberen Teil zur Vermeidung des Herausgleitens des Elementes einen schwach S-förmigen Knick erhält, geschützt sein. Allerdings darf der Thermokreis an einer Stelle mit der Umgebung Schluß haben. Man wird davon Gebrauch machen, wenn man die Temperatur von metallischen Objekten, Rohrleitungen usw. messen muß, um eine recht gute Übertragung der Wärme auf das Element zu erreichen, und den Lötkopf der warmen Stelle direkt auflegen.
Sorgfältige Untersuchungen der verschiedensten Metallkombinationen sind von W. Rohn in der Z. Metallkunde 1924, S. 297, veröffentlicht: Thermoelektrische Untersuchungen an Nickellegierungen.
Schon bei etwa 350°C beginnt Kupfer zu oxydieren, so daß man bei höheren Temperaturen die Elemente von Zeit zu Zeit erneuern muß.
Die Art des Lötmittels ist für Thermoelemente gleichgültig. An sich würde schon ein einfaches Zusammendrehen der Drahtenden genügen.
Z. B. Technisch-Physikalische Reichsanstalt, Charlottenburg; Forschungsheim für Wärmeschutz E. V., München; Laboratorium für technische Physik an der Technischen Hochschule in München.
Selbst registrierende Instrumente können heute mit einem inneren Widerstand bis etwa 40 bis 50 Ohm pro 1 Millivolt Meßbereich ausgestattet werden.
Derartige Einflüsse sind oft nicht leicht zu erkennen und zuweilen nur sehr schwer auszuscheiden. Besonders unangenehm können auch vagabundierende Ströme werden, mit denen man bei Laboratoriumsmessungen an Apparaten, die durch Wasserkühlung mit der Erde in Verbindung stehen, in großen Städten vielfach rechnen muß. Hier hilft nur sorgfältigste Isolation des ganzen Thermoelementes.
Vgl. auch W. Redenbacher: Über den Gebrauch von Thermoelementen. Arch. Wärmewirtsch. 1924, S. 209. Die Widerstände der Elemente kann man bei ihrer Eichung mitbestimmen lassen.
Nusselt, W.: Lit.-Nachw. 1.
Z. B. bei ebenen Wänden durch Aufkitten oder durch Anpressen mittels eines dünnen Holzstäbchens, das sich gegen eine Federung stützt, die in einiger Entfernung von der Meßstelle befestigt ist. Bei stark gekrümmten Körpern wird man das Element aufbinden, auf metallischen Flächen kann es evtl. auch mit einem kleinen Schräubchen befestigt werden. Vgl. auch hier das Buch von Knoblauch und Hencky.
Author information
Authors and Affiliations
Additional information
Besonderer Hinweis
Dieses Kapitel ist Teil des Digitalisierungsprojekts Springer Book Archives mit Publikationen, die seit den Anfängen des Verlags von 1842 erschienen sind. Der Verlag stellt mit diesem Archiv Quellen für die historische wie auch die disziplingeschichtliche Forschung zur Verfügung, die jeweils im historischen Kontext betrachtet werden müssen. Dieses Kapitel ist aus einem Buch, das in der Zeit vor 1945 erschienen ist und wird daher in seiner zeittypischen politisch-ideologischen Ausrichtung vom Verlag nicht beworben.
Rights and permissions
Copyright information
© 1928 Springer-Verlag Berlin Heidelberg
About this chapter
Cite this chapter
Cammerer, J.S. (1928). Die Grundlagen der Wärme- und Kälteschutztechnik. In: Der Wärme- und Kälteschutz in der Industrie. Springer, Berlin, Heidelberg. https://doi.org/10.1007/978-3-662-37016-2_1
Download citation
DOI: https://doi.org/10.1007/978-3-662-37016-2_1
Publisher Name: Springer, Berlin, Heidelberg
Print ISBN: 978-3-662-36186-3
Online ISBN: 978-3-662-37016-2
eBook Packages: Springer Book Archive