Die Heizmaterialien und die Heizapparate.
A. Die Heizmaterialien.
[Sidenote: Allgemeines über Brennmaterialien.]
Unter Brennmaterialien (Brennstoffen) versteht man diejenigen brennbaren
Körper, welche für gewerbliche und ökonomische Zwecke zur Hervorbringung
von Wärme oder von Kraft Anwendung finden. Es gehören zu den Brennstoffen
Holz, Torf, Braunkohle, Steinkohle, Anthracit, Bogheadkohle, Holzkohle,
Torfkohle, verkohlte Braunkohle, Koks, Petroleum und brennbare Gase
(Kohlenoxyd, Kohlenwasserstoffe). Mit Ausnahme der als Brennmaterial
Anwendung findenden Gase sind alle Brennstoffe, was ihren Ursprung
betrifft, mit einander nahe verwandt, indem sie theils aus Cellulose oder
Holzfaser bestehen, theils daraus entstanden sind. Die natürlichen oder
rohen, d. h. unverkohlten Brennstoffe (Holz, Torf, Braun- und Steinkohle,
so wie Anthracit) bestehen wesentlich aus Kohlenstoff, Wasserstoff und
Sauerstoff, die Steinkohle auch noch aus geringen Mengen von Stickstoff
und gewissen mineralischen Bestandtheilen (Schwefel, Phosphor,
Kieselerde, Thonerde, Eisenoxyd, alkalischen Erden und Alkalien), welche
mit Ausnahme des Schwefels und Phosphors beim Verbrennen der Brennstoffe
als Asche zurückbleiben. Von allen den im Vorstehenden aufgeführten
Körpern sind nur zwei, nämlich der Kohlenstoff und Wasserstoff brennbar;
diese beiden Stoffe allein bedingen den Werth der Brennstoffe. Bei
vollständiger Verbrennung liefern alle Brennmaterialien nur Wasser und
Kohlensäure, unter Hinterlassung der unorganischen Bestandtheile. In der
Asche von vegetabilischen Brennstoffen herrscht im Allgemeinen das
Calciumcarbonat, in der von mineralischem der Thon vor.
Hinsichtlich der Wirkung, welche die Brennmaterialien während des
Verbrennens äussern, ist zu unterscheiden
a) die Brennbarkeit,
b) die Flammbarkeit, und
c) der Wärmeeffect.
[Sidenote: Brennbarkeit.]
Unter =Brennbarkeit= der Brennmaterialien versteht man die grössere oder
geringere Leichtigkeit, mit der dieselben entzündet werden können und
sodann zu verbrennen fortfahren. Sie ist abhängig von der Beschaffenheit
und der Zusammensetzung des Brennstoffes. Ein poröses, weniger dichtes
Brennmaterial ist leichter brennbar, als ein weniger poröses. Was den
Zusammenhang der Brennbarkeit mit der Zusammensetzung betrifft, so hat
sich herausgestellt, dass ein Brennstoff um so leichter brennbar ist, je
mehr er Wasserstoff enthält.
[Sidenote: Flammbarkeit.]
Mit dem Namen =Flammbarkeit= bezeichnet man die Eigenschaft gewisser
Brennstoffe, mit Flamme zu verbrennen. Da letztere nur durch brennende
Gase gebildet wird, so ist es einleuchtend, dass die wasserstoffreichsten
Brennstoffe auch die flammbarsten sein müssen. Brennmaterialien, welche
wie die Holzkohlen und Koks durch Verkohlung entstanden sind, können
daher keine andere Flamme beim Verbrennen bilden, als bei unvollständiger
Verbrennung die Kohlenoxydflamme, welche hier nicht in Betracht kommt.
[Sidenote: Wärmeeffect.]
Die bei vollständiger Verbrennung eines Brennstoffs entwickelte Wärme
lässt sich in zweierlei Hinsicht messen:
1) auf die =Quantität der Wärme=,
2) auf den =Temperaturgrad= (Intensität der Wärme).
Misst man die Wärme nur ihrer Quantität nach, so erhält man die
=Brennkraft= (specifischer oder absoluter Wärmeeffect); bestimmt man den
Grad der Wärme, so wird die =Heizkraft= (pyrometrischer Wärmeeffect)
ermittelt. Brennkraft und Heizkraft zusammengenommen, bestimmen den Werth
eines Brennmaterials. Wird die Brennkraft auf den Preis des Brennstoffes
bezogen, so erhält man dessen =Brennwerth=, welcher selbstverständlich
nur für den Consumtionsort maassgebend ist.
[Sidenote: Ermittelung der Brennkraft.]
=Ermittelung der Brennkraft oder der Wärmemenge eines Brennstoffes.= Da
für die Wärme kein bestimmtes Maass vorhanden ist, so muss man sich damit
begnügen, die relativen Wärmemengen zu ermitteln, mit anderen Worten,
anzugeben, um wieviel die aus einem Brennstoff entwickelte Wärmemenge die
aus einem anderen übertrifft. Führt man die erzielten Resultate auf ein
bestimmtes Volumen der Brennstoffe zurück, so findet man den
=specifischen Wärmeeffect=, bezieht man sie dagegen auf ein bestimmtes
Gewicht, den =absoluten Wärmeeffect=. Die Verbrennungswärmen der
verschiedenen Körper sind folgende:
Wasserstoff giebt 34,462 Wärmeeinheiten
Kohlenstoff
(zu Kohlensäure verbrennend) " 8080 "
" (zu Kohlenoxyd " ) " 2474 "
Kohlenoxyd " 2403 "
Sumpfgas " 13,063 "
Elaylgas " 11,857 "
Petroleum, rohes " 11,773 "
Aether " 9027 "
Alkohol " 7183 "
Holzgeist " 5307 "
Terpentinöl " 10,852 "
Wachs " 10,496 "
Holz " 3600 "
Holzkohle " 7640 "
Torf " 3000 "
Presstorf " 4300 "
Steinkohle " 6000 "
Fett " 9000 "
Man bestimmt den =absoluten= Wärmeeffect nach den Methoden von
=Karmarsch=, =Berthier= oder durch die Elementaranalyse.
[Sidenote: Verdampfungsprobe nach Karmarsch.]
Nach der =Methode= von =Karmarsch= (die später auch von =Playfair= bei
der Untersuchung englischer Kohlen, von =Brix= mit preussischen und von
=Hartig= und =Stein= mit sächsischen Steinkohlen benutzt worden ist)
wird diejenige Wassermenge ermittelt, welche von einem Pfunde
verschiedener Brennstoffe in Dampf übergeführt wird. Nach =Regnault='s
Formel sind 652 W.-E. (= Wärmeeinheiten) erforderlich, um 1 Kilogr.
Wasser von 0° in Dampf von 150° zu verwandeln. Es können daher
verdampfen:
( 8080)
1 Kilogr. Kohlenstoff (-----) = 12,4 Kilogr. Wasser
( 652)
(34462)
1 " " (-----) = 52,9 " "
( 652 )