Dampfexpansion

Dampfdehnung oder auch Dampfexpansion nennt man den Vorgang beim Arbeitsschritt einer Dampfmaschine, bei dem kein Frischdampf mehr in die Zylinder gespeist wird, der Dampf aber noch durch Ausdehnung Leistung erbringt. Es wäre nicht wirtschaftlich und Verschwendung von Energie, würde man den Zylinder zu 100% mit Frischdampf füllen. Der Dampf würde im folgenden Arbeitsschritt, dem Ausströmen, mit vollem Druck ausgepufft werden. Ein großer Teil der Energie würde verloren gehen und große Massekräfte infolge des plötzlichen Druckwechsels würden auftreten. Dies würde sich schlecht auf die Dauerfestigkeit der Maschinenteile auswirken.

Dies umgeht man, indem man den Dampfkanal zu den Zylindern schließt, bevor der Kolben den Punkt erreicht, bei dem er seine Bewegungsrichtung ändert. Danach lässt man den Dampf sich ausdehnen, wobei sein Druck nachlässt und auch seine Temperatur fällt, so dass möglichst eine volle Entspannung des Dampfes erreicht wird. Allerdings ist dabei zu beachten, dass der Dampfdruck und die Temperatur nicht soweit absinkt, dass sich aus dem Dampf flüssiges Wasser abscheiden kann, weil der Kondensationspunkt unterschritten wird. Dies kann auch nur in einem Teilbereich des Zylinders passieren und wird auch als Flächenschaden bezeichnet.

Bei den Dampflokomotiven spricht man von Füllung, die in Prozenten angegeben wird. Im Regelbetrieb liegt diese um die 30%, je nach Maschinentyp und der zu erbringenden Leistung. Bei Verbundmaschinen (s. u.) nutzt man die Dampfdehnung doppelt, indem der Dampf zuerst durch den kleinen Hochdruckzylinder und danach durch einen oder mehrere größere Niederdruckzylinder geführt wird.

3-Fach-Dampfverbundmaschine

Die Abfolge der Arbeitsschritte einer Dampfmaschine sind: Mittelstellung, Voreinströmen, Einströmen, Dehnen, Ausströmen, Verdichten. Danach folgt wieder die Mittelstellung.

Siehe auch: Dampfmaschine