Transcript
Page 1: Die Wachstumsgeschwindigkeit von Eisdecken in Abhängigkeit von Lufttemperatur und Windgeschwindigkeit

Heft 8 1999 ] Kurze Originalmit te i lungen. 249

3 Monarch bereits erfolgt: A m ungif t igs ten ist die Paraaminosal izylsaure , die mit untersehwell igen Dosen von Tb I gemiseht, die beste therapeut isehe Wi r kung aufweist. Mit dem wasserl6sliehen Tb VI wurde aueh die tuberkul6se Meningitis e inmal erfolgreieh be- handel t (K lee , Wupper ta l ) . Gut seheint die Beein- flussung der Darmtuberkulose zu sein. K u h l m a n n (M611n) sah bei 41 FMlen nur 4 Versager und B ti e h n e r (Freiburg) demonst r ie r te narbige Abhei lungen yon Darm- und Lungen tuberku lose naeh Chemotherapie. ZerstOrung von Bazillen wies aueh N a g l e y (Bromley) dureh Paraaminosal izylsf iure naeh. Naeh M o e s e h l i n (Ziirieh) ist die Kombina t i on yon St reptomycin mit Paraaminosal izylsf iure oder Sulfonen am wirksamsten. D e m Problem der auf dem Blutwege nieht zu errei- ehenden Bazillen in Kave rnen versueht M a l u e h e (Falkenstein) dutch eine offene K a v e r n e n b e h a n d l u n g mit direkter Appl ika t ion des ChemotherapeUtikums auf die K a v e r n e n w a n d zu begegnen.

Ein far In t e rn i s t en w ie Chirurgen gleieh reizvolles Gebiet s ind die angeborenen Herzfehler, die in den le tz ten Jah ren d e r Diagnose und opera t iven Behand- lung zugeftihrt worden sind ( M a n n h e i m e r , Kopen- hagen). Am hfiufigsten sind die Stenosen der Aorta im I s thmusan te i l und der offengebliebene Duetus arterio- sus, die Verb indung Zwisehen tier Lungen- und K6rper- sehlagader. Seltener s ind die Symptomkomplexe wie die S t e e n s o n - F a l l o t s e h e Tetralogie u n d d e r E i - s e n m e n g e r komplex: Die Diagnose ist dutch die Ein- f ah rung des Herzka the ter i smus und der Gef~13dar- s tel lung mit K o n t r a s t m i t t e l n (Angiographie) m6glieh geworden. Bei tier yon dem ()sterreieher F o r B m a n n vor 20 Jah ren bereRs angegebenen Herzkatheter is ie-

rung wird ein d/ inner Ka the te r dutch die Armvene in den reehten Vorhof, die reehte Herzkammer, die Lungenar te r ie oder bei Defekten in tier Herzkammer- wand in die l inke Herzkammer eingef~hrt. So gelingt es, d e n Druek in den einzelnen Herzabsehni t t en zu messen. Ist dieser beispielsweise in der reehten K a m m e r both, in der Lungenar ter ie niedrig, so k a n n auf eine Pulmonals tenose gesehlossen werden, ts t die ebenfalls dutch P robeen tnahme yon Blur aus dem Kathe te r zu messende Q-Sf i t t igung des reehten und t inken Kam- merblutes gIeieh, so tiegt ein Septumdefekt vor. Direkt s iehtbar s ind die Verhaltnisse zu maehen, wenn dutch die Kathe te r ein RO-Kontras tmi t te l sehnell ein- gespritzt wird und dessen Vertei lung in Herz und Kreislauf dureh se!mell aufeinanderfolgende Ft6-Auf- n a h m e n verfolgt werden kann. Uber die Ind ika t ion und den Erfolg der Operat ionen braehte W a r b u r g (Kopenhagen) eine eindrueksvolle Kasuis t ik bei. Die Operat ionsterbl iehkei t betrfigt 15%. Da sieh in Deutschland der Herzkatheter ismus n ieh t e ingefahr t hat, versueht ma n hier, die Symptoma t ik der ange- borenen Herzfehler auf eine andere Art zu erforsehen. G r o f l e - B r o e k h o f f (Bonn) land eharakter i s t i sehe Verfinderungen bei Sehieh taufnahmen des Herzens im Elek t rokard iogramm und im Verhal ten n a e h Sauer- s toffatmung. Er weist darauf hin, dab bei der :Opera- t ion auf einen genfigend hohen Sauerstoffgehalt des Narkosegemisehes geachtet werden muB.

Eine grol]z0gig angelegte Ausste l lung vermi t te l te den Tagungs te i lnehmern einen vollstfindigen Einbl iek in die M6gliehkeiten, die die Indus t r i e tier modernen Diagnost ik und Therapie bietet.

Eingegangen am 13. Mai 1949.

K u r z e O r i g i n a l m i t t e i l u n g e n .

Die ~Vaehstumsgesehwindigkeit yon Eisdeeken in Abh/infigkeit yon Lufttemperatur and Windgesehwin~

digkeit.

Luft yon der zeitlieh k o n s t a n t e n Tempera tu r U < 0~ s t r6me mit der Gesehwindigkeit w abet ein in n ieht zu dfinner Oberflfichenschicht auf 0 ~ abge- kahl tes Gewfisser. Zur Zeit t, vom Beginn des Gefrie- rens an gereehnet, sei u(x, t) die Tempera tu r tier Eis- schieht in der Tie% x un te rha lb der Eis-Luft -Grenz- fIache, uo(t) die (yon der Lu f t t empera tu r U versehie- dene) Tempera tu r in der Eisoberflfiche. x = ~ (l) be- zeiehne die Grenze Eis - -Wasser . Ferner sei k das Wfirmelei tverm6gen, ~, die Sehmelzwfirme, o die spezifisehe V~Tfirme u n d ~ die Dichte des Eises, sowie a die yon der Windgesehwindigkei t abh/ingige Wfirme- 0bergangszahl E is - -Luf t . An der fortschreitendelx Eis- Wassergrenze gilt d a n n

k o u =;,~o (1) ~=~ ~-~

und an der Eis - -Luf t -Oberf laehe

e ~ ~ = o fi-~t+ (--u).o.e.d~. (e) o

AuBerdem haben wir hier die N e w t o n s c h e Bandbe- d ingung

= ~ [Uo (t) - u ] . (3) k g~x ~ = o

Aus (1) und (2) folgt

8 u > > x=~ x = 0 . ~ (4)

und dami t (wegen der Kle inhei t des Integralgl iedes in (2) zugleieh als O.N~iherung) aus (3) bzw. (1)

c, (uo - - u ) > k ( - ~ uo) , (5)

bzw. d e

).O~-:[<k ( - u ~ = . (6)

Nach El iminieren yon Uo und In tegra t ion erhfilt man

< - + ( - u)4. (7)

Eine ahnliche Gleichung wurde bereits yon H. T. B a r n e s und L. V. King~) angegeben. Sic gibt naeh obigem eine obere Grenze f(ir die Eisdieke an-.

Einsetzen yon (7) in (5) liefert for die Oberfl/~chen- t empera tu r des Eises

k Uo ~x

- U - < t (8) - u ) . t

Aus den l inken Seiten yon (5) und (6) folgt auch

t

o

FOr die 1. NOherung beaehten wit, dab die Kr0m- mung dee Temperaturkurve im E~s n u t verh~ILnis-

m~flig klein ist, so dal] in (2) das In tegra l f ( - u ) d x o

nur wenig kleiner als �89 (-uo) ~ ist. Wi t schreiben daher

d~ I d ~(uo--S)<zo-dS+~e-s (lO)

woraus sich dutch Intega'ation je tz t eine unlere Grenze ftir die Eisdeeke ergibt:

Page 2: Die Wachstumsgeschwindigkeit von Eisdecken in Abhängigkeit von Lufttemperatur und Windgeschwindigkeit

[ Die Natur- 250 Kurze Originalmit te i lungen. k wissenschaffen

(x

mit

A

D r

Cp

p " ~

p =

t 1 ~ / ( _ ~ )

~ ~_ ~ z e ( - - u ) 1 d r . (11) : l , o z ( - Uo) o

Wie der Vergleieh mi t (9) lehrt, unterscheiden sigh die beiden, die strenge L6sung yon . beiden Seiten ein- sehl iegenden Nfiherungen lediglieh durch den Fak to r

l I -5 ~-~ ( - - Uo) , der selbst bei einer Eisoberflfiehen-

t empera tu r y o n - - 1 0 ~ erst um 3 Prozent yon 1 abweicht. Infolgedessen sollte bereits die sehr einfaehe und reehneriseh leicht zu handhabende O.Nfiherung (7) far die Praxis genOgend genau sein.

Da in der uns zug~ngliehen Li te ra tu r auBer einigen Wer ten yon B a r n e s bei - - 1 9 ~ Luf t t empera tu r und , , ruhigem Wet t e r " keine Messungen der Eiswachs- tumsgesehwindigkei t vorliegen, wurden Versuche in einem Gefr ierapparat mi t kans t l i ehem Wind ausge- f(lhrt. Die Windgeschwindigkei t Wurde zwisehen 0 und 6 m/see , die L u f t t e m p e r a t u r z w i s e h e n - - 1 0 ~ und - - 2 2 , 5 ~ vari iert . Es wurden die Eisdleke $ und die Ober- f l f iehentemperatur im Eis Uo verfolgt, bis das P roduk t aus Luf t t empera tu r U und Zeit t den Wer t 50 Grad �9 S tunden el ; reiehte;beiden h6ehstenWindgesGhwindig- kei ten en t s t anden in dieser Zeit etwa 3 em starke Eis- decken.

Sowohl die gemessenen Eisdieken als auGh die Oberflf iGhentemperaturen lieBen sigh gut dureh die AusdraGk_e (7) bzw. (8) darstellen. Zur weiteren Pra- fung wurden die mi t Hilfe dieser Formeln aus den Ver- suehsdaten erreehneten Wfirmefibergangszahlen a mi t den entspreehenden Wer t en der teehnisehen Wfirm~- lehre vergliehen. Hierzu muB die P r a n d t l - N u s s e l t - sehe Theorie des Wfirme~ibergangs durch Ber0eksich- t igung des Beitrags der .Verdunstungswfirme zu der , , t roekenen" Wfirmet~bergangsz.ahl erweitert werden. Fa r tu rbu len te S t r0mung und nieht zu groBe Dampf- drueke der ve rduns t enden Subs tanz ergibt sieh far das Verhfiltnis der Wfirmetibergangszahl Irtit u d u n s t u n g a' zu derjenigen an nieht fl(leh.tigen Grenz- flfiehen

D a L Puo - - p

D " l " c p U o - - U ' (12) A + ( 1 - - A ) a

1,3 BeV , Be = B e y n o l d s e h e Z a h P ) ,

= Diffusionskoeffizient des Dampfes im Trfigergas,

Temperaturlei t ff ihigkei t des Trfigergases,

Molwfirme des Trfigergases,

Totaldruek,

Par t ia ldruek der ve rdampfenden Substanz im Trfigergas,

pu ~ = Sfit t igungsdruek der ve rdampfenden Subs tanz an der Grenzflflehe,

L ~ Verdampfungswfirme pro Mol.

Im Tempera tu r in te rva l l zwischen 0 ~ und - - 2 0 ~ C wird f~ir das System W a s s e r - - L u f t a ' ~ 1,5 a. Bei Berfiek- s ieht igung dieser und einer weiteren, allerdings nur reeht roh abzusehfi tzenden Korrek tur f(lr die Kr~im- m u n g des W i n d k a n a l s ergibt sigh eine befriedigende Ubere ins t immung der experimentellefl Wer te far die Paramete r a in unseren Nfiherungsgleiehungen (7) und (8) mi t den teehnisehen Wfirme(lbergangszahlen.

Eine ausft~hrliehe Ver6ffent l iehung erscheint dem- nfiehst in den , ,Annalen der Meteorologie".

Physikalisch-chemisehes I n s t i t u t der Jus tus Liebig- Hochschule Giefien, z. Z. Lauterbaeh/Hessen .

K u r t N e u m a n n . Eingegangen . a m 27. Mai 1949.

~) B a r n e s , H. T., Ice Eng inee r i ng . Mon t r ea l (Canada) S. 6 0 f f . (192s).

~) P r a n d t l , "~u P h y s . Z. 29, 487 ~1928); vgI . a u c h H a u s e n H . , Angew. Chem. [B] 20, 177 (1948).

E l e k t r o n e n m i k r o s k o p i s e h e A b b i l d u n 9 v o n M e m b r a n f i l t e r o b e r f l ~ i e h e n ~) .

Die Membranfi l ter Z s i g m o n d y s und B a c h - m a n n s 2 ) , a u s den empfindl iehen Kol lodiumul t ra - f i l tern B e e h h o l d s 3) entwiekelt , wer/len dureh Ein- t roeknenlassen yon Nitr0ZellusoselSsungen bes t immter Zusammense tzung in sehr feinporiger Form mit abgestuf ter Porengr6Be erhalten4). Wfihrend noeh vor wenigen Jah ren solche Ko l lod iummembranen nu t in feuehtem Zus tand aufbewahr t werden konntenS), ist es heute m6glieh, dutch geeignete Zusammense tzung des L~Ssungsmittelgemisehes auch in t roekenem Zu- s t and hal tbare Fil ter herzustellen. Besonders diesem U m s t a n d ist es zu verdanken, dab sie mit Erfolg for bakteriologische und hygienische Unte rsuehungen s) verwendet werden konnten.

Die Z s i g m o n d y s e h e n Fil ter s ind ~ufierlieh durch ein Wabenne tz 4) kenntl ieh, das seine E n t s t e h u n g r i ch tunggebenden Krflften verdankt , die d i e ver- duns t enden L0sungsmit te l auf die koagul ierenden Nitrozelluloseaggregate aus(iben (sog. B g n a r d s c h e

Fig . 1. W a b e n n e t z s t r u k t u r eines M e m b r a n f i l t e r s n a c h Z s i g m o n d y . Na t f i r l i ehe Gr613e.

WirbeF). In Fig. 1 ist diese eharakter is t isehe S t ruk tur s iehtbar. Ob und wieweit diese Inhomogonit~it EinfluB auf die Ausbi ldung gleiehm~Biger Poren hat, ist bisher nieht e indeut ig: In der J a n d e r - Z a k o w s k i s e h e n Monographie ~) wird ein EinfluB einmal k la r verne in t (S. 94), an anderer Stelle (S. 101) jedoeh durehaus in B e t r a e h t gezogen. Untersehiede zwisehen Wabenne tz und W a b e n i n n e r e m k a n n m a n sehon beim Benetzen manehmal gut beobaehten. Man erhf i l t gelegentlieh Filter, b e i denen das Netz deutl ieh erhaben, andere, bei .denen es bis zur Loehbi ldung vert ief t ist. Es ersehien deshalb w(insehenswert, geeignete M aBnahmen zur Bi ldung v011ig gleiehmfiB!ger Fil ter zu treffen. AIs erste Aufgabe in dieser Bieh tung soll in dieser Arbeit gekIfirt werden, ob das Wabenne tz wirkliehe Unter- sehiede in der Porositfit oder, um mit G . r a b a r und L o u r e i r o 5) zu spreehen, in den Dim'ens ionen der Nitrozelluloseaggregate bedingt . Diese Entsehe idung ist l iehtmikroskopiseh sehwierig herbeizuft]hren, da infolge stSrender Streureflexion des Liehtes die Ober- f l f iehenkonturen nur undeut l ieh wahrnehmbar sind. Dagegen ges ta t te t das elektronenmikroskopisehe Ab- druekverfahren ~z) -die Oberft~ehe soleher Fil ter ab- zubilden. Die Elektronenmikroskopie d~irfte eine der wenigen M6gliehkeiten sein, die uns tiefere Einblieke in den Meehanismus der F i l t ra t ion gew~hren und unter den Modellen, die zur q u a n t i t a t i v e n Behand lung dieses sehwierigen Problemes herangezogen worden sindg), vielleieht eine Auswahl zu treffen gestat te t : Bereits M. v. A r d e n n e x~ hat sieh mit der t ibermikroskopi- sehen Unte r suehung yon Kol lodiumfi l tern besebfiftigt; allein seine Aufnahmen verm6gen die hier angesehnit- t enen Probleme nieht zu entseheiden, so dab es zweek- mf~Big erschien, eine solehe Unte r suehung mit ver- besserten Methoden erneu.t vorzUr/ehmen.


Recommended