Ir. D.F. Woudagemaal en Manometer en stoomdruk: verschil tussen pagina's

Versie van 1 apr 2014 12:01

De manometer dient ervoor om de stoomdruk in de stoomketel te meten en te kunnen controleren. In de Nederlandse Stoomwet staat aangegeven dat de aanwezigheid van een manometer wettelijk vereist is.

De manometer is volgens de fysica afgeleid van de drukmeting van de atmosfeer (de buitenlucht). Dit gebeurt met de barometer, waaraan op zijn beurt weer de buis van Torricelli (gesloten glazen buis met kwikkolom) ten grondslag ligt.

De manometer wordt algemeen-stoomtechnisch beschreven bij ons hoofdstuk Manometers

Men onderscheidt weliswaar twee soorten manometers: kwik- en metaalmanometers.
De eerste groep wordt niet meer gebruikt sinds men uitstekende metaalmanometers kan vervaardigen.

Bij het meten van de stoomspanning moet men twee verschillende principes in ogenschouw nemen:

Het meten van de absolute spanning
Dit is de spanning van de ons omringende atmosfeer (waarmee de druk in de ketel in evenwicht op het moment dat het ketelvat gesloten wordt) opgeteld met de heersende stoomspanning (overdruk) in de ketel, op het moment dat er in het gesloten ketelvat stoom wordt geproduceerd.
Het meten van de overdrukspanning
Dit is de spanning van de heersende stoomspanning bij de productie van stoom

Bij de metaalmanometers worden er hoofdzakelijk twee verschillende constructies onderscheiden:

De Manometer van Bourdon uit Frankrijk (volgens de Duitsers Schinz!)
Bij deze manometer wordt de stoomdruk gemeten met behulp van een omgebogen metalen buis, waarin de stoomspanning wordt toegelaten. Bij het toenemen van de spanning en de ovale lengte doorsnede van de buis verplaatst het uiteinde van de buis zich, de beweging wordt via een koord en meter zichtbaar gemaakt op een peilschaal.
De Manometer van Schäffer en Budenberg uit Buckau in Duitsland Deze manometer werkt met een stalen plaat tussen twee flenzen in de stoomleiding. De stalen plaat heeft ringvormige golvingen, waardoor deze flexibel wordt en door de veranderingen in de stoomspanning naar binnen of naar buiten kan worden bewogen. Deze bewegingen worden via een trekstang en meter op een peilschaal aangewezen.
Voor nadere informatie en afbeeldingen, zie: Manometers)
In Nederland wijzen de manometers de overdrukspanning aan. Als het ir. D.F. Woudagemaal in bedrijf is, wijst op iedere stoomketel dus de overdrukspanning aan.
De absolute spanning wordt gevonden door hierbij nog 1 atmosfeer op te tellen. Voor het gemak rekenen wij voor de atmosferische druk met 1 atmosfeer. In werkelijkheid varieert de ons omringende atmosferische druk met de weersomstandigheden.
Aangezien het Woudagemaal vaak ingezet wordt in de herfst of winterperiode, als er veel neerslag is gevallen en er een harde wind heerst, zal de atmosferische druk tijdens het buiïge weertype vaak betrekkelijk laag zijn. (weerbericht: gebied met lage druk) foto manometer in het Woudagemaal

@@ Regel 1: / Regel 1: @@
-Het Ir. D.F. Wouda-gemaal is het grootste nog werkende stoomgemaal ter wereld. Het gemaal staat bij Tacozijl (nabij Lemmer) en wordt gebruikt om het waterpeil in Friesland te verlagen als het J.L. Hooglandgemaal bij Stavoren onvoldoende capaciteit kan leveren.
+De '''manometer dient ervoor om de stoomdruk in de stoomketel te meten''' en te kunnen '''controleren'''. In de Nederlandse Stoomwet staat aangegeven dat de aanwezigheid van een '''manometer wettelijk vereist''' is.
-Het enige nog volledig voor de waterhuishouding werkende stoomgemaal in Nederland vinden we bij Lemmer: het ir. D.F. Woudagemaal. Heel bijzonder als men weet dat er in 1911 maar liefst 514 stoomgemalen actief waren in Nederland.
-De bouw van het [[stoomgemaal bij Tacozijl (Teakesyl)]] werd noodzakelijk door de steeds toenemende wateroverlast in de Friese boezem.
+De manometer is volgens de fysica '''afgeleid van de drukmeting van de atmosfeer (de buitenlucht)'''. Dit gebeurt met de '''barometer''', waaraan op zijn beurt weer de '''buis van Torricelli''' (gesloten glazen buis met kwikkolom) ten grondslag ligt.
-In de daaraan voorafgaande eeuw nam de druk op deze boezem gestaag toe. Dat was een gevolg van o.a. de uitgestrektheid van het boezemoppervlak, opwaaiing en - stuwing bij harde wind met als gevolg "scheefstand" in de boezem, de toenemende partiële afwatering door het ontstaan van honderden particuliere polders met windbemaling en de vooruitgang in de landbouw en veeteelt, waarbij men steeds dieper wilde ontwateren.
-Daarmee namen de eisen van de beheersing van de friese boezem aanmerkelijk opgeschroefd. De boeren namen er geen genoegen meer mee, dat de lage (gras)landen in de winterperiode regelmatig onder water stonden en er 's zomers hoogstens één keer (in juli of augustus) kon worden gehooid.
-Woongebieden in het lage midden van Fryslân werden door de overstromingen regelmatig bedreigd.
-De oorzaak van de toenemnde ellende was het feit dat de natuurlijke lozing van het water op de Zuiderzee en de Waddenzee tijdens de eb-standen op zulke momenten stagneerde door windstuwing en in langdurige regenperiodes door  overmatige toename van water in de friese boezem.
-Vanaf 1894 werd er in de landelijke en provinciale politiek uitgebreid gediscussieerd over mogelijke te nemen maatregelen, waarbij een verbetering van de indijking werd afgewogen tegenover de bouw van voldoende krachtige gemalen.
-Uiteindelijk werd er besloten tot een combinatie: naast verbetering van de dijken, met als slotstuk de bedijking van de Lauwerszee (1968), werd ook het plan gelanceerd tot het bouwen van een gemalen bij Lemmer en Stavoren.
-De Provinciale Staten van Friesland hechtten in 1915 hun goedkeuring aan het plan tot de bouw van het stoomgemaal bij Lemmer.
+De manometer wordt '''algemeen-stoomtechnisch beschreven''' bij ons hoofdstuk '''[[Manometers]]'''
-Onder leiding van de hoofdingenieur van de provinciale Waterstaat, ir. D.F. Wouda, werd meteen met de bouw begonnen. De werktuigkundige installatie stond mede onder toezicht van prof. ir.   Dijxhoorn.
-De ontwerper van het in 1920 in gebruik genomen gemaal met haar functionele maar karakteristieke uiterlijk is ir. D.F. Wouda, de stoominstallatie met het stoommachinepark is ontworpen door prof. ir. Dijxshoorn, in samenwerking met Machinefabriek Jaffa in Utrecht.
+Men onderscheidt weliswaar twee soorten manometers: '''kwik- en metaalmanometers'''.
-In het ketelhuis werd de stoom opgewekt door zes kolengestookte ketels. In 1955 werden deze zes kolengestookte stoomketels van het type Pied-Boeuf vervangen door vier nieuwe Schotse ketels van Werkspoor, aanvankelijk eveneens gestookt met kolen, maar in 1967 werden deze ketels voor oliestook omgebouwd.
+<br>De eerste groep wordt niet meer gebruikt sinds men uitstekende metaalmanometers kan vervaardigen.
-Het machinepark bestaat uit vier tandem-compound stoommachines en acht centrifugaalpompen, gebouwd door de Machinefabriek Jaffa te Utrecht.
-Het gemaal werd op 7 oktober 1920 geopend door Koningin Wilhelmina.
-Tot 1966 werd het gemaal gebruikt om het boezempeil van Friesland (het FZP) te verlagen. Door inkrimping van de inhoud van de friese boezem en de intensivering van de wateruitslag uit de polders namen omstreeks 1960 de klachten betreffende wateroverlast en overstroming weer toe. Daarom werd nu ook het tweede gemaal bij Stavoren gerealiseerd en in 1976 werd het J.L. Hooglandgemaal opgeleverd. Sindsdien wordt het Ir. D.F. Wouda-gemaal nog slechts enkele dagen per jaar noodzakelijk wordt ingezet.
+Bij het meten van de stoomspanning moet men twee verschillende principes in ogenschouw nemen:
-Dat bleek bijvoorbeeld in het najaar van 1998, toen er een extreme hoeveelheid regen viel. Al dit regenwater bleek te veel voor een groot aantal gemalen en sluizen. De sloten en kanalen raakten overvol. Tuinderijen liepen onder water. Op een aantal plaatsen kon het rioleringsstelsel de hoeveelheid water niet aan. Ondergelopen straten en huizen waren het gevolg. In oktober 1998, 78 jaar nadat koningin Wilhelmina het officieel had geopend, werd het Woudagemaal weer eens ingeschakeld. Soepel draaiend leverde het paradepaardje een topprestatie door dertien dagen onafgebroken te pompen en al het overtollige water af te voeren. Zo zorgde het ervoor dat Friesland droge voeten hield.
+<ul>
-Nog steeds komt het voor dat het Woudagemaal voor enige dagen moet bijspringen.
+<li> Het meten van de '''absolute spanning'''
+<br>Dit is de '''spanning van de ons omringende atmosfeer''' (waarmee de druk in de ketel in evenwicht op het moment dat het ketelvat gesloten wordt) '''opgeteld met de heersende stoomspanning''' (overdruk) in de ketel, op het moment dat er in het gesloten ketelvat stoom wordt geproduceerd.
-Als het nodig is pompt het stoomgemaal bij Lemmer met gemak 4 miljoen liter water per minuut naar buiten (dit is ruim 5,6 miljoen m3 water per etmaal), zelfs naar huidige maatstaven gerekend een flinke capaciteit.
+<li> Het meten van de '''overdrukspanning'''
-Ter illustratie: daarmee zou het Sneekermeer in twee etmalen volledig  zijn drooggelegd.
+<br>Dit is de '''spanning van de heersende stoomspanning''' bij de productie van stoom
+</ul>
-Het gemaal is sinds 1947 vernoemd naar ir. D.F. Wouda, hoofdingenieur van de Provinciale Waterstaat van Friesland, die het in 1917-'18 gebouwde pand ontwierp in de stijl van de Amsterdamse School. Hij speelde een belangrijke rol bij de realisering van het gemaal. Bij zijn pensionering werd daarom zijn naam voor altijd aan het gemaal verbonden.
+Bij de '''metaalmanometers''' worden er hoofdzakelijk '''twee verschillende constructies''' onderscheiden:
+<ul>
+<li>De '''Manometer van Bourdon''' uit Frankrijk (volgens de Duitsers Schinz!)
+<br>Bij deze manometer wordt de stoomdruk gemeten '''met behulp van een omgebogen metalen buis''', waarin de stoomspanning wordt toegelaten. Bij het toenemen van de spanning en de ovale lengte doorsnede van de buis verplaatst het uiteinde van de buis zich, de '''beweging wordt via een koord en meter zichtbaar gemaakt op een peilschaal'''.
-Sinds 1977 is het bouwkundig en technisch waardevolle Woudagemaal een beschermd monument. Het is geplaatst op de UNESCO Werelderfgoedlijst. Het gemaal komt alleen in actie bij extreem hoge waterstanden. Daarmee is het gemaal geen museum geworden. Het is een volledig inzetbaar bedrijf, thans in eigendom van het Wetterskip Fryslân.
+<li>De '''Manometer van Schäffer en Budenberg''' uit Buckau in Duitsland
-Zelfs nu het elektisch aangedreven Hooglandgemaal, waarvan de capaciteit in 2010 nog eens is vergroot, bij wateroverlast als eerste wordt ingezet, komt het voor dat het Woudagemaal bij overaanbod van boezemwater wordt ingezet door het Wetterskip Fryslân.
+Deze manometer werkt met een stalen '''plaat tussen twee flenzen in de stoomleiding'''. De stalen plaat heeft ringvormige golvingen, waardoor deze flexibel wordt en door de veranderingen in de stoomspanning naar binnen of naar buiten kan worden bewogen. Deze '''bewegingen worden via een trekstang en meter op een peilschaal aangewezen'''.
-Daarnaast vervult dit stukje historie nog andere belangrijke functies: de schoorsteen met een hoogte van meer dan zestig meter is een veilig baken voor menig schipper op het IJsselmeer.Ook zijn het gebouw en de stoommachines trekpleisters voor architectuur- of stoomliefhebbers.
-In 1998 is het uitstekend onderhouden monument op de [[Werelderfgoedlijst van UNESCO]] geplaatst, en op 7 juli 2001 is de publieke openstelling gestart door Commissaris van de Koningin Nijpels. Het behoort tot de top der Nederlandse UNESCO-monumenten.
-De stichting[[Stichting ir.D.F.Woudagemaal]] draagt zorg voor het voor publiek openstellen van dit werelderfgoed
+<br>Voor '''nadere informatie en afbeeldingen''', zie: '''[[Manometers]]''')
-----
+<br>In Nederland wijzen de manometers de overdrukspanning aan.
+Als het ir. D.F. Woudagemaal in bedrijf is, wijst op iedere stoomketel dus de overdrukspanning aan.
+<br>De absolute spanning wordt gevonden door hierbij nog 1 atmosfeer op te tellen.
+Voor het gemak rekenen wij voor de atmosferische druk met 1 atmosfeer. In werkelijkheid varieert de ons omringende atmosferische druk met de weersomstandigheden.
+<br>Aangezien het Woudagemaal vaak ingezet wordt in de herfst of winterperiode, als er veel neerslag is gevallen en er een harde wind heerst, zal de atmosferische druk tijdens het buiïge weertype vaak betrekkelijk laag zijn. (weerbericht: gebied met lage druk)
-'''Stoomkracht'''
+foto manometer in het Woudagemaal
-De [[waterpompen|waterpomp]] van het Woudagemaal worden aangedreven door stoomkracht. De [[stoom]] die de vier [[stoommachine|stoommachines]] aandrijft, ontstaat door water te verhitten tot stoom. Dit gebeurt in de [[stoomketel|stoomketels]]. Tegenwoordig wordt [[stookolie]] gebruikt, maar oorspronkelijk stookte men het gemaal op [[steenkool|steenkolen]].
-Bij een draaiend Woudagemaal werd tussen de 30.000 kg en 35.000 kg steenkolen per dag verbruikt, met uurgemiddelden van soms wel 1400 kg per uur.
-'''Opslag van steenkolen'''
-Wat nu de parkeerplaats is bij de ingang van het Woudagemaal, was oorspronkelijk de opslagplaats voor de steenkolen. De steenkolen werden per boot aangevoerd.
-'''Van steenkolen naar stookolie'''
-In 1955 werden de kolengestookte ketels vervangen door vier nieuwe ketels. In 1967 werden deze ketels omgebouwd voor stookolie. Er is tegenwoordig tussen de 13 en 17 ton stookolie per dag nodig, afhankelijk van het aantal toeren.
-'''Voordelen van stookolie boven steenkolen'''
-•	Stookolie is minder arbeidintensief. Het bespaart maar liefst dertien [[functies bij het Woudagemaal|arbeidskrachten]].
-•	Vroeger kostte het een volle dag om het gemaal op te starten, nu slechts acht uur.
-•	Vloeibare brandstoffen zoals stookolie zijn schoner en minder milieubelastend dan steenkolen. Zo heeft stookolie geen asresten, met bijkomende giftige stoffen.
-•	De invoer van stookolie is gelijkmatiger.
-•	Het [[rendement]] van stookolie op de stookwaarde is hoger.
-•	Het onderhoud aan de vlamzijde gedeelte van de stoomketel is aanmerkelijk