{"id":239401,"date":"2024-06-06T14:08:48","date_gmt":"2024-06-06T13:08:48","guid":{"rendered":"https:\/\/www.thermal-engineering.org\/wie-der-rankine-kreisprozess-waerme-in-arbeit-umwandelt\/"},"modified":"2024-06-06T14:08:48","modified_gmt":"2024-06-06T13:08:48","slug":"wie-der-rankine-kreisprozess-waerme-in-arbeit-umwandelt","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/www.thermal-engineering.org\/de\/wie-der-rankine-kreisprozess-waerme-in-arbeit-umwandelt\/","title":{"rendered":"Wie der Rankine-Kreisprozess W\u00e4rme in Arbeit umwandelt"},"content":{"rendered":"<p class=\"sidekick\">Der Rankine-Kreisprozess erkl\u00e4rt, wie W\u00e4rme durch thermodynamische Zyklen in Kraftwerken in mechanische Arbeit umgewandelt wird.<\/p>\n<p><img src=\"https:\/\/www.thermal-engineering.org\/wp-content\/uploads\/2024\/06\/wie_der_rankine-kreisprozess_warme_in_arbeit_umwandelt.png\" alt=\"Wie der Rankine-Kreisprozess W\u00e4rme in Arbeit umwandelt\" style=\"display: block; margin-left: auto; margin-right: auto;\"\/><\/p>\n<h2>Wie der Rankine-Kreisprozess W\u00e4rme in Arbeit umwandelt<\/h2>\n<p>Der Rankine-Kreisprozess ist ein thermodynamischer Kreislauf, der h\u00e4ufig in Kraftwerken verwendet wird, um W\u00e4rme in mechanische Arbeit umzuwandeln. Dieser Prozess ist nach dem schottischen Ingenieur William John Macquorn Rankine benannt und stellt das Grundprinzip hinter den meisten Dampfmaschinen und Dampfturbinen dar.<\/p>\n<h2>Die Hauptkomponenten des Rankine-Kreisprozesses<\/h2>\n<ul>\n<li>Kessel<\/li>\n<li>Turbine<\/li>\n<li>Kondensator<\/li>\n<li>Speisewasserpumpe<\/li>\n<\/ul>\n<h2>Die vier Hauptschritte des Rankine-Kreisprozesses<\/h2>\n<ol>\n<li><strong>Isobare W\u00e4rmeaufnahme im Kessel:<\/strong> Wasser wird bei konstantem Druck im Kessel erhitzt, bis es zu Dampf wird. Dieser Dampf hat nun einen hohen Energiegehalt.<\/li>\n<li><strong>Adiabatische Expansion in der Turbine:<\/strong> Der Hochdruckdampf wird in die Turbine geleitet, wo er adiabatisch expandiert und dabei Arbeit verrichtet. Diese mechanische Arbeit treibt die Turbine an, die wiederum einen Generator zur Stromerzeugung antreibt.<\/li>\n<li><strong>Isobare W\u00e4rmeabgabe im Kondensator:<\/strong> Der Dampf verl\u00e4sst die Turbine und gelangt in den Kondensator, wo er bei konstantem Druck gek\u00fchlt wird, bis er wieder zu Wasser kondensiert.<\/li>\n<li><strong>Adiabatische Kompression in der Pumpe:<\/strong> Das kondensierte Wasser wird von der Speisewasserpumpe adiabatisch auf den Ausgangsdruck des Kessels komprimiert. Dabei wird ein geringer Teil der Arbeit verbraucht, die im ersten Schritt gewonnen wurde.<\/li>\n<\/ol>\n<h2>Thermodynamische Analyse<\/h2>\n<p>Um den thermodynamischen Wirkungsgrad des Rankine-Kreisprozesses zu bestimmen, betrachtet man die W\u00e4rme- und Arbeitsfl\u00fcsse innerhalb jedes Prozesses. Der Wirkungsgrad kann als Verh\u00e4ltnis der geleisteten Arbeit zur zugef\u00fchrten W\u00e4rme berechnet werden.<\/p>\n<h2>Formeln zur Bestimmung des Wirkungsgrads<\/h2>\n<p>Der Wirkungsgrad \\(\\eta\\) des Rankine-Kreisprozesses kann wie folgt berechnet werden:<\/p>\n<p><math >\n  <mfrac>\n    <mrow>\n      <mo>(<\/mo>\n      <msup>\n        <mo>h<\/mo>\n        <mo>1<\/mo>\n      <\/msup>\n      <mo>&#8211;<\/mo>\n      <msup>\n        <mo>h<\/mo>\n        <mo>2<\/mo>\n      <\/msup>\n      <mo>)<\/mo>\n      <mo>&#8211;<\/mo>\n      <mo>(<\/mo>\n      <msup>\n        <mo>h<\/mo>\n        <mo>3<\/mo>\n      <\/msup>\n      <mo>&#8211;<\/mo>\n      <msup>\n        <mo>h<\/mo>\n        <mo>4<\/mo>\n      <\/msup>\n      <mo>)<\/mo>\n    <\/mrow>\n    <mrow>\n      <mo>(<\/mo>\n      <msup>\n        <mo>h<\/mo>\n        <mo>1<\/mo>\n      <\/msup>\n      <mo>&#8211;<\/mo>\n      <msup>\n        <mo>h<\/mo>\n        <mo>4<\/mo>\n      <\/msup>\n      <mo>)<\/mo>\n    <\/mrow>\n  <\/mfrac>\n<\/math>\n<\/p>\n<p>Hierbei sind:<\/p>\n<ul>\n<li><b>h<sub>1<\/sub><\/b>: Enthalpie des Dampfes am Ausgang des Kessels<\/li>\n<li><b>h<sub>2<\/sub><\/b>: Enthalpie des Dampfes am Ausgang der Turbine<\/li>\n<li><b>h<sub>3<\/sub><\/b>: Enthalpie des kondensierten Wassers<\/li>\n<li><b>h<sub>4<\/sub><\/b>: Enthalpie des Wassers nach der Pumpe<\/li>\n<\/ul>\n<h2>Verbesserung des Wirkungsgrads<\/h2>\n<p>In Praxis k\u00f6nnen verschiedene Methoden angewendet werden, um den Wirkungsgrad des Rankine-Kreisprozesses zu verbessern:<\/p>\n<ul>\n<li><strong>\u00dcberhitzung:<\/strong> Erh\u00f6hung der Temperatur des Dampfes oberhalb der Siedetemperatur.<\/li>\n<li><strong>Zwischen\u00fcberhitzung:<\/strong> Zwei oder mehr Kesselstufen zur weiteren Erh\u00f6hung der Dampftemperatur.<\/li>\n<li><strong>Abw\u00e4rmenutzung:<\/strong> Verwendung von Abw\u00e4rmetauschern zur Vorw\u00e4rmung des Speisewassers.<\/li>\n<\/ul>\n<p>Der Rankine-Kreisprozess ist somit ein essenzielles Prinzip in der Energieerzeugung und zeigt deutlich, wie thermodynamische Konzepte in realen Anwendungen genutzt werden k\u00f6nnen.<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"<p>Der Rankine-Kreisprozess erkl\u00e4rt, wie W\u00e4rme durch thermodynamische Zyklen in Kraftwerken in mechanische Arbeit umgewandelt wird.<\/p>\n","protected":false},"author":1,"featured_media":0,"comment_status":"closed","ping_status":"closed","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":[],"categories":[121],"tags":[],"yoast_head":"<!-- This site is optimized with the Yoast SEO plugin v15.4 - https:\/\/yoast.com\/wordpress\/plugins\/seo\/ -->\n<title>Wie der Rankine-Kreisprozess W\u00e4rme in Arbeit umwandelt<\/title>\n<meta name=\"description\" content=\"Der Rankine-Kreisprozess erkl\u00e4rt, wie W\u00e4rme durch thermodynamische Zyklen in Kraftwerken in mechanische Arbeit umgewandelt wird.\" \/>\n<meta name=\"robots\" content=\"index, follow, max-snippet:-1, max-image-preview:large, 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