Begrippen

Schadelijke ruimte

Onder de schadelijke ruimte verstaat men de ruimte die aanwezig is tussen de zuiger wanneer deze in één van zijn uiterste standen staat en de sluitvlakken van de inlaatklep. De schadelijke ruimte bestaat dus uit de som van de inhoud van:

Het toevoerkanaal in het cilinderdeksel vanaf het sluitvlak van de inlaatklep naar de cilinder.
De ruimte die tussen de zuiger en het cilinderdeksel overblijft als de zuiger in de uiterste stand staat.
De ruimte achter de bijschakelklep

Een machine met een bakschuif heeft een schadelijke ruimte die wel kan oplopen tot 12%. De machine van de Tuut haalt een respectabele 3,8%.

Arbeid

De eenheid van arbeid is de kilogrammeter (kgm), dit is de arbeid verricht door een kracht van 1 kilogram als deze een weg heeft afgelegd van 1 meter in de richting van de kracht. Arbeid =kracht x afgelegde weg = 1 kgm = 9,81 Nm = 9,81 joule

Vermogen

Onder het vermogen van een machine verstaat men de arbeid die deze per seconde kan verrichten. De eenheid van vermogen is 1 pk (paardekracht), dit is het vermogen om in 1 seconde een arbeid te verrichten van 75 kgm. 1 pk = 75 kgm per seconde = 736 Watt

Geïndiceerd vermogen

De arbeid die de stoom in de cilinder verricht kan berekend worden uit de indicateurdiagrammen. Het aldus berekende vermogen noemen we het geïndiceerd vermogen. Dit vermogen wordt uitgedrukt in indicateurpaardekrachten (ipk). 1 ipk = 75 kgm per seconde = 736 Watt

Effectief vermogen (asvermogen)

Wanneer het geïndiceerd vermogen verminderd wordt met de mechanische wrijvingsverliezen (wrijving tussen zuiger en cilinder, zuigerstang en pakkingbus, leislof en leibaan, in lagers, excentriek enz.) en de arbeid die nodig is voor het bewegen van de luchtpomp, de voedingpomp en de smeeroliepompen, krijgen we het effectief vermogen. Dit is het vermogen dat aan de as beschikbaar is voor het aandrijven van de bemalingspomp. Het effectief vermogen (epk) wordt ook wel asvermogen (apk) genoemd. 1 epk = 75 kgm per seconde = 736 Watt

Rendement

Het totaal rendement wordt bepaald door de verhouding tussen de warmte die geleverd wordt door de verbranding in de ketels versus het asvermogen.

Om een zo hoog mogelijk rendement te behalen zijn er een aantal maatregelen mogelijk:

Neem een zo hoog mogelijke stoomdruk. Stoom van een hogere druk is met maar weinig extra warmte te verkrijgen. Immers, de grootste warmtecomponent is de verdampingswarmte.
Neem een zo laag mogelijke tegendruk. De zuiger loopt dan met zo min mogelijk energieverlies terug naar het startpunt. Dit is te bereiken door een condensor toe te passen.
Zorg voor zoveel mogelijk expansie. De hoeveelheid aanwezige energie in de stoom wordt daardoor zo goed mogelijk benut.
Zorg voor een zo klein mogelijke schadelijke ruimte. Iedere procent extra schadelijke ruimte zorgt voor meer verloren energie.

De verliezen in het stoombedrijf zijn:

Interne weerstand van de machine
Het schoorsteenverlies, de warmte die met de rookgassen onbenut de schoorsteen verlaten.
Verliezen door onvolledige verbranding, door onvolledige verbranding ontstaat roet. Roet is onverbrande koolstof dat zich afzet in de rookgas kanalen. Deze onverbrande koolstof heeft dus niet bijgedragen aan de ontwikkeling van warmte.
Verliezen door onverbrande steenkool in de as, de verliezen die ontstaan door kleine stukjes steenkool die door de luchtspleten van het rooster vallen en met de as afgevoerd worden.
Verliezen door straling en geleiding, de verliezen door warmteafgifte aan de omgeving. Door de ketel goed te isoleren worden deze verliezen verminderd.

Mechanisch rendement

Onder het mechanisch rendement verstaan we de verhouding van het effectief vermogen tot het geïndiceerd vermogen. mechanisch rendement = epk : ipk
Het mechanisch rendement van een gelijkstroommachine is ongeveer 88%. Hierbij is geen rekening gehouden met de hulpwerktuigen die door de machine aangedreven worden.

Vacuüm

Vacuüm is het verschil tussen de druk in een vat (bv de condensor) en de atmosferische druk, waarbij de druk in het vat lager moet zijn dan die van de atmosfeer. Vacuüm kan men aflezen op een normale manometer waarvan de schaal is ingedeeld in cm kwik. De atmosferische druk of luchtdruk, is niet altijd even hoog. Bij mooi weer is de luchtdruk hoog en bij slecht weer laag. In de praktijk houden we geen rekening met deze schommelingen in de luchtdruk maar gaan we uit van de gemiddelde atmosferische druk. Deze gemiddelde atmosferische druk is even groot als de druk van een kwikkolom met een hoogte van 76 cm en dit komt overeen met een druk van 76 x 0,0136 = 1,0336 kg/cm2 (het soortelijk gewicht van kwik is 13,6 kg/dm³ = 0,0136 kg/cm³). Staat de wijzer van de vacuümmeter op 60 cm dan heerst er, volgens bovenstaande vet gedrukte definitie, in het vat een druk van 76-60=16 cm kwikdruk. De druk in het vat is dan 16 x 0,0136 = 0,22 kg/cm². Dit is dus niet geheel juist omdat we uitgegaan zijn van de gemiddelde atmosferische druk en niet van de heersende, maar in de praktijk is dit nauwkeurig genoeg.

Rekenen we bij een druk vanuit het absolute nulpunt (volledig luchtledig), dan spreken we van absolute druk. We duiden dit aan met kg/cm^2abs. Geeft de ketelmanometer een druk aan van 12 kg/cm² dan heerst in de ketel een druk van 12 + 1,0336 = 13,0336 kg/cm^2abs, afgerond dus 12 + 1 = 13 kg/cm^2abs.