Ingenieur und Wissenschaftler
Heinrich Lent betätigte sich als Ingenieur auch als Wissenschaftler und als Publizist. Er erarbeitete eigene Forschungsergebnisse und berichtete darüber sowie über aktuelle Entwicklungen und Problemlösungen der Eisenhüttentechnik, der Bergwerktechnik, der Kraftwerktechnik, der Energieversorgung, der Verbundtechnik und der Luftreinhaltung in etwa 60 Beiträgen. Sie vermitteln das breite Spektrum des Denkens und Handelns eines Mannes, der bei den Aufgaben seines Berufes ihre vielfältigen Verflechtungen berücksichtigte und somit die weitsichtigsten Problemlösungen zu verwirklichen verstand.
Beiträge zur Eisenhüttentechnik
Das Gestell des Hochofens. (1921) Bericht über die Bauarten von Hochofengestellen in den USA und Deutschland und deren Eigenschaften.
Über Hochofenbegichtungsanlagen. 1. Rheinische Stahlwerke in Duisburg-Meiderich. (1921) Bericht über die technischen Anlagen und funktionalen Abläufe der Eingabe von Erz und Koks der Hochöfen III und VI mit Berechnung ihrer Wirtschaftlichkeit im Vergleich.
Über die Verbrennung in Gasbrennern, den Wärmeübergang an feuerfesten Stein und über die Frage der Wärmespeicher-Ausmauerung. (1923) Dissertation der Promotion zum Dr.-Ing. an der Technischen Hochschule in Aachen.
Gasbrenner-Versuche auf den Rheinischen Stahlwerken. (1923) Ergebnisse der Dissertation. Zusammenfassung:
»An einer Versuchanordnung, die in der Hauptsache aus einem (18 Meter) langen, ausgemauerten Rohr bestand, das an seinem einen Ende von einem Gasbrenner beheizt wurde, konnten die Einflüsse der Zug- und Druckverhältnisse, der Verlauf der Verbrennung, insbesondere der Temperaturen und der Wärmeübergang zwischen den Gasen und (den) besonders eingebauten feuerfesten Steinen beobachtet werden. Aus den erzielten Ergebnissen sei folgendes hervorgehoben:
1. Die sog. Düsenwirkung eines Gasbrenners ist sehr gering. . Erheblich ist dagegen die Wirkung des Kaminzuges auf das Mischungsverhältnis und die Verbrennung. . 2. Brenner- und Verbrennungsregulierungs-Einrichtungen müssen möglichst so gebaut werden, dass zu gleicher Zeit der Kaminzug (Unterdruck in der Feuerung), der Gasdruck vor dem Brenner und der Luftdruck vor den Lufteintrittsöffnungen (Winddruck bei Ventilatorbetrieb) berücksichtigt werden. . 3. Das Anheizen eines Raumes, in dem die Verbrennung stattfindet, dauert überraschend lange. . 4. Stoßwirkungen an Richtungsänderungen und Querschnittsverkleinerungen erhöhen die Wärmeübertragung von Verbrennungsgasen an die betreffende Wärmeübertragungsfläche erheblich. . 5. Die Temperaturmessungen von Gasen (Flammen) in geschlossenem Raum (Öfen, Flammrohre) dürfen den Einfluss der Strahlung der Wand nicht unberücksichtigt lassen. . Genaue Temperaturmessungen lassen sich nur mit Durchfluss-Pyrometern machen, d. h. also mit Absaugung. . Durch ein Berechnungsverfahren mit Fourier´schen Reihen kann man auch rein rechnerisch diese Verhältnisse unter guter Übereinstimmung von Versuch und Rechnung darstellen. 6. Auf Grund derartiger Berechnungen wird ein neues Verfahren zur Bestimmung hoher Temperaturen von Gasen vorgeschlagen, indem die Wandtemperatur durch Strahlungs-Pyrometer gemessen wird und dann aus bekannter Wärmeleitfähigkeit und bekannten Übergangskoeffizienten die Gastemperatur berechnet wird. 7. Luftüberschuss und Luftmangel vermindern nicht nur die Anfangstemperatur, sondern beeinflussen auch stark den Verlauf des Temperaturabfalls längs der Strecke. Die günstigsten Verhältnisse werden stets bei günstigster Luftmenge gemessen. . 8. Gute Mischung und gute Durchwirbelung, Herandrücken der Gase an die Heizflächen, langer Gasweg an der Heizfläche durch rotierende Flamme (Flammrohr) ist wesentlich. . 9. Bei den Versuchen über den Wärmeübergang zwischen heißen Gasen und Speichersteinen, ebenso zwischen kalter Luft und Speichersteinen zeigte sich, dass im großen und ganzen nur die Steinoberfläche und Schichten bis zu etwa 20 mm Tiefe bei ein- bis zweistündiger Beheizung oder Abkühlung am Wärmeaustausch teilnahmen, während die tiefer liegenden Schichten kaum in ihrer Temperatur beeinflusst werden. Es folgt hieraus, dass man mehr auf große Oberfläche als auf Steingewicht Rücksicht nehmen muss, und die Wandung der Steine, namentlich für die kurzen Umstellzeiten von Regenerationskammern, so dünn bemessen soll, wie in Anbetracht von Herstellung und Haltbarkeit möglich ist.«
Die Elektrofilter-Versuchsanlage zur Reinigung von Hochofengas auf den Rheinischen Stahlwerken in Duisburg-Meiderich. (1923) Bericht über die Funktionsweise von Elektrofiltern bei der Reinigung von Hochofengas von Staubpartikeln. Frühere Methoden. Probleme bei heißen Gasen. Ergebnisse mit der Versuchsanlage der Rheinischen Stahlwerke.
Auszug: ». Zugunsten der Elektrofilterung sprechen hier die Unmöglichkeit von Bränden beim Erglühen pyrophoren Staubes, der geringere Widerstand im Filter sowie die wesentliche Betriebsvereinfachung, da ein Kühlen bzw. Erhitzen des Gases und Innehalten eng begrenzter Temperaturen wie beim Schlauchfilter nicht in Frage kommen. Die Armatur einer Elektrofilteranlage besteht im wesentlichen aus Eisen und ist dem Verschleiß kaum unterworfen. . So steht auch hinsichtlich der Betriebssicherheit die Elektrofilterung den bisher üblichen Verfahren in keiner Weise nach.«
Versuche über die Eigenstrahlung der Gase. (1924) Bericht über die Anordnung und Ergebnisse der Versuche an der mit Gichtgas befeuerten Versuchsstrecke und einem 70 t-Martin-Ofen der Rheinischen Stahlwerke.
Abstrakt: »Durch Messungen der bei der Verbrennung von Gichtgas entstehenden Flammenstrahlung wird die Brauchbarkeit der Schack´schen Rechnungen bewiesen. Es ergibt sich bei den Versuchen, dass die Stefan-Boltzmann´sche Strahlungszahl der Steine beim Strahlungsaustausch Gas an feuerfestem Stein wesentlich kleiner als bisher angenommen sein muss. Versuche an einem Martin-Ofen bestätigen die Gasstrahlungsmessungen und beweisen darüber hinaus den unerwartet hohen Einfluss molekularer Kohlenstoffe auf die Wärmeübergangsverhältnisse.«
Der heutige Stand der Erkenntnis des Wärmeübergangs durch Gase. (1925) Gemeinverständliche Übersicht über die Gesetzmäßigkeit der Wärmeübertragung der Gase durch Leitung, Berührung (Konvektion) und Strahlung. Es wird insbesondere gezeigt, dass die Strahlung der Gase bei hohen Temperaturen einen sehr großen Einfluss haben kann.
Auszug: »Die anderwärts gemachte Feststellung, dass mit zunehmender Feinheit des wärmeaufnehmenden Körpers der Wärmeübergang durch Berührung stark zunimmt, zwingt zu dem Schluss, dass der fein verteilte Kohlenstoff, solange er nicht selbst verbrennt, Überträger der Wärme ist. Die Wärme geht an ihn durch Berührung über und wird von ihm durch Strahlung weitergegeben. . Je nach dem Gehalt an fein verteiltem Kohlenstoff, Metall- und Schlackendämpfen kann so die Strahlung einer Flamme alle Grade von der reinen Gasstrahlung bis zur Strahlung von Ruß durchlaufen.«
Temperatur und Analyse der Gichtgase an der Gicht eines neuzeitlichen Hochofens. (1925) Bericht über Ergebnisse von Gichtuntersuchungen. Zusammensetzung der Möllerung und Stückgröße. Betriebsweise des Hochofens. Anordnung und Messeinrichtung der Versuche. Analysen und Schlussfolgerungen.
»Die bisherigen Untersuchungen lassen den Schluss zu, dass die am amerikanischen Versuchshochofen festgestellte Zone hoher indirekter Reduktion im oberen Schacht auch im Großbetrieb vorhanden ist. Neben völlig gleichmäßigem Vollhalten der Öfen ohne Pause ist eine gleichmäßigere Stückung der Erze Vorbedingung für wirtschaftlicheres Arbeiten, d. h. geringeren Koksverbrauch.«
Was wir heute über die Natur des Wärmeübergangs wissen. (1926) Bericht über die Arten des Wärmeübergangs von Gasen an feste Körper. Hierbei kommen in Frage: Leitung, Berührung, Gasstrahlung von Ruß, Schlackendämpfen u. a. Beschreibung dieser Einzelvorgänge und Abgrenzung ihrer Bedeutung.
»Zusammenfassung. Es wurde versucht, die Frage nach der Natur des Wärmeüberganges von Feuergasen durch Zerlegung in die vier möglichen Einzelgebiete zu klären. Am Wärmeübergang können teilhaben: 1. Leitung, 2. Konvektion, 3. Gasstrahlung, 4. Strahlung fester und dampfförmiger Teilchen. Wir dürfen hoffen, hiermit die Lösung dieser Frage in ihren großen Umrissen erkannt zu haben. .«
Die Entwicklung der...
