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Annalen der Hydrographie und Maritimen Meteorologie, Juni 1939.
Trägheitskoeffizienten von Bimetallen in Abhängigkeit von der Ventilation
und der Temperatur.
Von K. Gödeeke, Hamburg, Deutsche Seewarte,
Zusammenfassung: An Hand von Versuchen wird gezeigt, in wie mannigfacher Weise der Träg-
heitskoeffizient von Bimetallen durch verschiedene Ventilation geändert werden kann, Ferner wird
die Veränderlichkeit des Trägheitskoeffizienten mit der Temperatur und der Temperaturstufe behandelt,
In einer Arbeit des Verfassers!) im November-Heft 1938 dieser Zeitschrift
war ein Kapitel der Trägheit der Bimetalle gewidmet. Es zeigte sich u. a, daß
die Trägheitskoeffizienten derselben Bimetallsorte in der Praxis als gleich an-
gesehen werden können, da kleine Abweichungen bis zu & = 2 see für die Praxis
unwesentliche Fehler verursachen, Für den Registrierballonapparat war nach-
gewiesen, daß die Größe des Trägheitskoeffizienten des runden Bimetalls durch
das Strahlungsschutzrohr und den Schutzkorb praktisch nicht beeinflußt wird.
Die Bestimmung des Trägheitskoeffizienten geschieht am ein-
fachsten in dem Apparateaufbau, in dem auch später der Aufstieg
erfolgt. Dann sind bei der Eichung der Trägheit für eine bestimmte Ge-
schwindigkeit auch dieselben Ventilationsbedingungen gegeben wie beim Aufstieg.
Bei manchen Registrier- und Radiosonden wird es sich jedoch zweckmäßiger er-
weisen, wenn für die Trägheitsmessungen ein eigens dafür angefer-
tigter, einfacher Apparat benutzt wird, in dem nur das Bimetall eingeschraubt
wird und bei dem die Abkühlung des Bimetalls auf einer Skala abzulesen ist.
In diesem Falle sollte man sich allerdings davon überzeugen, ob sich
für ein Bimetall bei einer bestimmten Geschwindigkeit im Trägheits-
meßgerät und im Ballonsonde-Apparat derselbe Trägheitskoeffizient
ergibt, da durch manche Apparatetypen die Ventilation am Bimetall
abgeändert wird. Nichtbeachtung dieser Tatsache kann leicht zu
größeren Fehlern führen,
Auf Seite 539 der oben genannten Arbeit sind in Tabelle 3 für ein ge-
krümmtes Bosch-Bimetall von 0.4 mm Dicke sowie für gestreckte Bimetalle der
Firma Heraeus von 0.4 mm und 0.5 mm Dicke die Trägheitskoeffizienten zu-
sammengestellt. Es soll hier einmal der Frage nachgegangen werden: Wie
kommt es, daß das 0.4 mm gestreckte Bimetall einen größeren Träg-
heitskoeffizienten von a@ = 15 sec hat als das Bosch-Bimetall von
gleicher Dicke mit «= 11sec? Robitzsch?) definiert den Trägheitskoeffi-
zienten folgendermaßen: as Türe, wo V das Volumen, s das spezifische Ge-
wicht, 6 die spezifische Wärme des Thermometerkörpers, O die Oberfläche und
h der Koeffizient der äußeren Wärmeleitfähigkeit bedeuten. Bildet man sowohl
für das gekrümmte Bosch- als auch für das gestreckte Heraeus-Bimetall von
0.4 mm Dicke das Verhältnis 5, so ergibt sich für beide 7 = 0.02 cm, d.h,: da
die Trägheitskoeffizienten verschieden sind, muß der Grund dazu in einer der
drei Größen s, c oder h liegen. Der Koeffizient der äußeren Wärmeleitfähigkeit
h hängt ab von der Form und der Oberflächenbeschaffenheit, ferner von der
Dichte der Luft und der Ventilation. Die Dichte war bei beiden Versuchen gleich,
die Ventilationsgeschwindigkeit am Bimetall ebenfalls. Damit braucht noch nicht
die Ventilation gleich zu sein. In beiden Fällen war die Strömung außer-
halb der Grenzschicht, die sog. „Außenströmung“ am Bimetall, turbulent;
das ergab sich aus den Schwankungen des Mikromanometers und konnte auch
aus der „Reynoldsschen Zahl“ abgeleitet werden, die für die Außenströmung
Werte von R == 10000 bis 20000 hatte. Bei diesen hohen Werten ist laminare
Strömung nur bei Vermeidung der „Anfangsstörungen“ möglich, d.h. der Stö-
rungen, denen die Strömung vor und bei ihrem Eintritt in den Versuchsraum
unterworfen ist. Diese Vorsichtsmaßnahme war nicht getroffen.
1) K. Gödecke, Ann, Hydr. u. Mar, Met, 1938, Heft 11, — *) M, Robitzsch. Die Beobach-
‚ungsmethoden des modernen Meteorologen, Berlin 1925, Gebr. Borntraeger
