Post by Frank HucklenbroichPost by Alexandre KampourisWie verhält sich ein gefrorener Dampfkessel? Muss er geleert werden,
nachdem das Feuer ausgeht, oder kann er den Eisdruck ohne Schaden
standhalten?
Wie kalt muss es sein, bis so ein Kessel solide durchfriert? Ich schätze
mal mehrere Tage deutlich unter Null. Das ist schon eine große Menge
Wasser, die friert nicht mal so eben zu.
Ich habe inzwischen darüber nachgedacht.
Rauchkammer und Feuerraum ausgenommen, die Menge Wasser im Kessel liegt
schätzungsweise bei 1-3 Tonnen. Nehmen wir 2 Tonnen.
Der "Kopf" vom überhitzten Dampf verschwindet schnell nach dem
aussterben des Feuers. Es bleiben die o.g. 2 Tonnen Wasser, à ~100 Grad.
Die Enthalpie beträgt 419 MJ. Die latente Wärme von Eis beträgt
331kJ/kg, also noch 662MJ Wärme müßen vom kessel entnommen werden, bis
es vollkommen gefroren wird.
Die drei Moden der Wärmewirtschaft sind Konvektion, Wärmeleitung, und
Emission. (Ich nehme an, der Kessel ist anderweitig dicht).
Bei einer ~100 Grad Oberflächentemperatur, und einen großen
Temperaturunterschied zur Umgebung (Boltzmann'sche Potenz T^4...), liegt
die Emission bei ~1kW/m2, also grob hochgerechnet bei 10kW für den
gesamten Kessel. Aber die Außenwände des Kessels sind gedämmt, und der
opferbare (?) Wasservorratsspeicher bietet auch etwa Schutz.
Die Wärmedämmung begrenzt gleichzeitig die Konvektionsverluste.
Die Wärmeleitung kann ich nicht schätzen.
Wenn es keine Luftzüge durch die Hitzerohren gibt (mittels eines Deckels
auf dem Schornstein?), wird es in der Tat eine Weile dauern, bis der
Kessel hin wird.
Ich wurde mir mehr Sorgen für die Außenorganen machen:
Wasservorratsspeicher, Wasser- bzw. Strahlpumpe, Treibzylinder,
Druckluftpumpe, aushängende Rohren, und dgl.
Laut Wikipedia ist die indizierte Leistung dieser Baureihe etwa 190kW.
Bei voller Leistung, und einer angenommener Effizienz von circa 10%, die
grobe Größenordnung der vom Feuer abgegebene Wärmemenge Q beträgt 2MW.
Also, mit minimaler Wärmedämmung sind Verluste für den normalen Betrieb
kein großes Problem.
Ich habe in Patente recherchiert, ohne viel Erfolg. Ein neueres
deutsches Patent erwähnt nebenbei Dampflokomotive, um behauptet, dass
die Zugabe von Frostschutzmittel wie Ethylenglykol keine Lösung sei,
wegen der Zersetzung des Stoffes (Wahrscheinlich im Überhitzer), aber
ohne weitere Diskussion. (Auch wenn es nur als Rettungsmaßnahme gesehen
wird, stellt sich die Frage, wie man die Substanz in den Kessel bringt.
Einfach in den Wasservorratsspeicher zugeben?)
Ein anderes Patent von ~1925 aus Schweden erwähnt die Empfindlichkeit
von Kondenslokomotiven an das Winterwetter, auch nebenbei.
Es gibt vielleicht ein Vermerk dazu in solche Werke wie "Die
Dampflokomotive" (Verlag TransPress), aber das Buch habe ich nicht zur Hand.
Ich habe noch in Erinnerung einen Großbrand vor 40 Jahren bei -30 Grad.
Die Feuerwehrfahrzeuge waren mit einer sehr dicker Schicht Eis völlig
bedeckt, und die Straße sah einfach wie einen Gletscher aus. Ich habe
auch zwei Stromausfälle erlebt (1979 und 1998), die mehrere Wochen bei
Tiefminustemperaturen dauerten. Die Heizkörper waren einen großen Streß,
insbesondere die Wiederbefüllung (bei sehr niedrigem Druck der
Wasserversorgung hat es zig Stunden gedauert) und das Hochfahren des
Heizkessels.
Post by Frank HucklenbroichUnd ich denke doch, daß die Feuerung der Lok noch funktioniert, zumindest
ausreichend, um das Wasser vor dem Gefrieren zu bewahren.
Ich habe gar keine Rauch im Video gesehen. In einem Lokschuppen werden
die Maschine nachts regelmäßig gefuttert. Ein Schaufel hin, ein Schaufel
her, reicht aus, aber dafür braucht man immerhin jemand!
Atchao,
Alexandre