Adiabitischer vs. isentropischer Prozess
Im Vergleich zum isentropischen Prozess, bei dem die Entropie des Fluids oder Gases konstant bleibt , ändert sich beim adiabatischen Prozess die Entropie . Daher wird der adiabatische Prozess als irreversibler Prozess angesehen . Der isentrope Prozess ist ein Sonderfall eines adiabatischen Prozesses. Der isentrope Prozess ist ein reversibler adiabatischer Prozess . Ein isentropischer Prozess kann auch als konstanter Entropieprozess bezeichnet werden. In der Technik ist ein solcher idealisierter Prozess sehr nützlich für den Vergleich mit realen Prozessen.
Eine Möglichkeit, reale Prozesse an einen reversiblen Prozess heranzuführen, besteht darin, den Prozess in einer Reihe kleiner oder infinitesimaler Schritte oder unendlich langsam auszuführen , so dass der Prozess als eine Reihe von Gleichgewichtszuständen betrachtet werden kann. Beispielsweise kann die Wärmeübertragung als reversibel angesehen werden, wenn sie aufgrund eines geringen Temperaturunterschieds zwischen dem System und seiner Umgebung auftritt. Reale Prozesse werden jedoch nicht unendlich langsam ausgeführt. Reversible Prozesse sind eine nützliche und bequeme theoretische Fiktion, kommen aber in der Natur nicht vor. Zum Beispiel könnte es Turbulenzen im Gas geben. Daher müssen Wärmekraftmaschinen geringere Wirkungsgrade aufweisen als Grenzen ihres Wirkungsgrades aufgrund der inhärenten Irreversibilität des von ihnen verwendeten Wärmekraftmaschinenzyklus.
Siehe auch: Erster Hauptsatz der Thermodynamik
Siehe auch: Ideales Gasgesetz
Siehe auch: Was ist Enthalpie?
Isentropische Effizienz – Turbine, Kompressor, Düse
In den vorhergehenden Kapiteln haben wir angenommen, dass die Gasexpansion isentrop ist, und deshalb haben wir T 4 als Austrittstemperatur des Gases verwendet. Diese Annahmen gelten nur für ideale Kreisprozessen.
Die meisten Steady-Flow-Geräte (Turbinen, Kompressoren, Düsen) arbeiten unter adiabatischen Bedingungen , sind jedoch nicht wirklich isentrop, sondern für Berechnungszwecke eher als isentrop idealisiert. Wir definieren Parameter η T , η C , η N , als ein Verhältnis der realen Arbeit durch die Vorrichtung zu der Arbeit von Gerät , wenn es unter Bedingungen betrieben isentropen (im Falle der Turbine). Dieses Verhältnis ist als Wirkungsgrad von Isentropenturbine / Kompressor / Düse bekannt .
Diese Parameter beschreiben, wie effizient sich eine Turbine, ein Kompressor oder eine Düse einer entsprechenden isentropischen Vorrichtung annähert. Dieser Parameter reduziert die Gesamteffizienz und die Arbeitsleistung. Für Turbinen beträgt der Wert von η T typischerweise 0,7 bis 0,9 (70–90%).
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