Kondensation

Kondensation, Verdichtung, in spezieller Bedeutung Flüssigmachung eines Gases (s. Luftkompressoren, Kältemaschine, Dampf, Gase, gasförmige Körper), namentlich die Zurückführung des Wasserdampfes in Wasser. Die Kondensation des Dampfes bei Dampfmaschinen geschieht in den mit diesen verbundenen Kondensatoren (s.d.) und bezweckt eine bessere Ausnutzung des Dampfes.

Während bei den Maschinen ohne Kondensation auf die der wirksamen Kolbenfläche entgegengesetzte Fläche der äußere Luftdruck wirkt, als wirksamer Ueberdruck daher nur die Differenz zwischen dem Dampf- und dem Luftdruck in Rechnung zu setzen ist, wird bei den Maschinen mit Kondensation dieser Gegendruck auf etwa ¹/₁₀ Atmosphäre verringert, der ganze wirksame Druck daher um nahezu eine Atmosphäre vermehrt: Arbeitet z.B. eine Maschine mit ¹/₁₀ Atmosphären Ueberdruck, so werden bei Anwendung der Kondensation etwa 0,9 Atmosphären gewonnen; dann beträgt der neue wirksame Druck 4,9 Atmosphären, das Verhältnis beider 4,9/4 = 1,225, der Gewinn also 22,5%. Arbeitet die Maschine dagegen mit 8 Atmosphären Ueberdruck, so ist der gesamte Gewinn bei gleichem Kondensatordruck 8,9/8 = 1,1125 oder 11,25%, d.h. nur die Hälfte des obigen. Es geht hieraus hervor, daß mit zunehmender Betriebsspannung der Nutzen der Kondensation verhältnismäßig geringer wird. Ein Teil der gewonnenen Arbeit geht übrigens zum Betriebe der Kondensatorluftpumpe und der Wasserpumpe verloren.

Eine Hauptbedingung für die Anwendung der Kondensation ist das Vorhandensein von Kühlwasser in genügender Menge. Die Beschaffung desselben erfolgt neuerdings häufig mittels sogenannter Rückkühlanlagen (s.d. und Gradierwerke), welche die wiederholte Abkühlung des Kondensationswassers bewirken und nur einen geringen täglichen Zusatz von Kühlwasser benötigen. Die bei der Kondensation frei werdende latente oder Verdampfungswärme (537 W.E. für 1 kg Dampf) muß vom Kühlwasser aufgenommen werden. Hieraus berechnet sich leicht die Kühlwasser menge für 1 kg Dampf, wenn die Anfangs- und Endtemperatur des Wassers und Dampfes gegeben ist. Man findet sie annäherungsweise nach der Gleichung W = 630 – T/T – t, worin W die für 1 kg Dampf erforderliche Wassermenge von einer Temperatur t (in Celsiusgraden) und T die Mischungstemperatur ist. Für mittlere Dampfdrücke ergibt sich hieraus die Wassermenge W zu 25–30 kg für 1 kg Dampf. Nach erfolgter Kondensation ist im Kondensator ein Gemisch von Kühl- und Einspritzwasser, Kondensationswasser, Dampf und Luft vorhanden, welch letztere mit dem Kühlwasser in den Kondensator gelangt; 1 kg Wasser enthält im Mittel 0,07 l Luft gebunden, so daß, wenn man 25 kg Einspritzwasser für 1 kg Dampf annimmt, jedem Kilogramm des letzteren 1,75–2 l in den Kondensator eingeführter und aus demselben wieder zu beseitigender Luft entspricht. Die bei der Kondensation entstehende Spannungsverminderung oder Erzeugung des Vakuums ist aus der Volumverminderung des Dampfes bei der Kondensation zu erklären. Da das Gewicht eines Kubikmeters Dampf von 1 Atmosphäre absoluter Spannung bei einer Temperatur von 99,09° C. 0,5823 kg beträgt, also bei gleicher Spannung und Temperatur 1 kg Dampf ein Volumen von 1,717 cbm, nach der Kondensation, theoretisch aber nur ein Volumen von 11 oder ¹/₁₀₀₀ cbm einnimmt, so wird hieraus ohne weiteres klar, daß der noch zurückbleibende unkondensierte Dampf und die Luft eine außerordentliche Volumenvergrößerung, also Druckabnahme erleiden.

Literatur: Inhaltsverzeichnis der Zeitschr. d. Ver. deutsch. Ing. 1883–1893, 1894–1903, Art. Kondensation; speziell über den Nutzen der Kondensation s. diese Zeitschr. 1891, S. 263/328; vgl. a. Hausbrand, E., Verdampfen, Kondensieren und Kühlen, Berlin 1899; Weiß, F.J., Kondensation, Berlin 1901.

v. Ihering.