{"id":43794,"date":"2019-10-13T20:30:22","date_gmt":"2019-10-13T19:30:22","guid":{"rendered":"https:\/\/www.thermal-engineering.org\/was-ist-der-isentrope-wirkungsgrad-turbine-kompressor-duse-definition\/"},"modified":"2020-03-09T14:12:08","modified_gmt":"2020-03-09T13:12:08","slug":"was-ist-der-isentrope-wirkungsgrad-turbine-kompressor-duse-definition","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/www.thermal-engineering.org\/de\/was-ist-der-isentrope-wirkungsgrad-turbine-kompressor-duse-definition\/","title":{"rendered":"Was ist der isentrope Wirkungsgrad – Turbine \/ Kompressor \/ D\u00fcse – Definition"},"content":{"rendered":"
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Isentrope Effizienz ist das Verh\u00e4ltnis von realer Arbeit zu Arbeit unter isentropischen Bedingungen.\u00a0Normalerweise ist es f\u00fcr Turbinen, Kompressoren, D\u00fcsen definiert.\u00a0W\u00e4rmetechnik<\/span><\/div>\n<\/div>\n
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Isentropische Effizienz – Turbine, Kompressor, D\u00fcse<\/span><\/h2>\n

In den vorhergehenden Kapiteln haben wir angenommen, dass die Gasexpansion\u00a0<\/span>isentrop ist,<\/span><\/strong>\u00a0und deshalb haben wir\u00a0<\/span>T\u00a0<\/span>4<\/span><\/sub><\/strong>\u00a0\u00a0als Austrittstemperatur des Gases verwendet.\u00a0Diese Annahmen gelten nur f\u00fcr ideale Kreisprozessen.<\/span><\/p>\n

Die meisten\u00a0<\/span>Steady-Flow-Ger\u00e4te<\/span><\/strong>\u00a0(Turbinen, Kompressoren, D\u00fcsen) arbeiten unter\u00a0<\/span>adiabatischen Bedingungen<\/span><\/strong>\u00a0, sind jedoch nicht wirklich isentrop, sondern f\u00fcr Berechnungszwecke eher als isentrop idealisiert.\u00a0Wir definieren Parameter\u00a0<\/span>\u03b7\u00a0<\/span><\/em><\/strong>T<\/span><\/sub><\/em><\/strong>\u00a0,\u00a0<\/span><\/em><\/strong>\u00a0\u03b7\u00a0<\/span><\/em><\/strong>C<\/span><\/sub><\/em><\/strong>\u00a0, \u03b7\u00a0<\/span><\/em><\/strong>N<\/span><\/sub><\/em><\/strong>\u00a0,<\/span><\/em><\/strong>\u00a0als ein\u00a0<\/span>Verh\u00e4ltnis<\/span><\/strong>\u00a0der\u00a0<\/span>realen Arbeit<\/span><\/strong>\u00a0durch die\u00a0Vorrichtung zu der\u00a0<\/span>Arbeit von Ger\u00e4t ,\u00a0wenn es\u00a0unter Bedingungen betrieben isentropen<\/span><\/strong>\u00a0(im Falle der Turbine).\u00a0Dieses Verh\u00e4ltnis ist als\u00a0<\/span>Wirkungsgrad von Isentropenturbine \/ Kompressor \/ D\u00fcse bekannt<\/span><\/strong>\u00a0.<\/span><\/p>\n

Diese Parameter beschreiben, wie effizient sich eine Turbine, ein Kompressor oder eine D\u00fcse einer entsprechenden isentropischen Vorrichtung ann\u00e4hert.\u00a0Dieser Parameter reduziert die Gesamteffizienz und die Arbeitsleistung.\u00a0F\u00fcr Turbinen betr\u00e4gt der Wert von\u00a0<\/span>\u03b7\u00a0<\/span><\/em><\/strong>T<\/span><\/sub><\/em><\/strong>\u00a0typischerweise 0,7 bis 0,9 (70\u201390%).<\/span><\/p>\n

\"Isentropische<\/a><\/p>\n<\/div>\n<\/div>\n

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\"Isentropische<\/a><\/p>\n
\"Isentropische<\/a>
Der isentrope Prozess ist ein Sonderfall adiabatischer Prozesse.\u00a0Es ist ein reversibler adiabatischer Prozess.\u00a0Ein isentropischer Prozess kann auch als konstanter Entropieprozess bezeichnet werden.<\/span><\/figcaption><\/figure>\n<\/div>\n<\/div>\n
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Beispiel: Wirkungsgrad isentropischer Turbinen<\/span><\/h2>\n
\"Isentropische<\/a>
Der isentrope Prozess ist ein Sonderfall adiabatischer Prozesse.\u00a0Es ist ein reversibler adiabatischer Prozess.\u00a0Ein isentropischer Prozess kann auch als konstanter Entropieprozess bezeichnet werden.<\/span><\/figcaption><\/figure>\n

Nehmen Sie eine\u00a0<\/span>isentrope Expansion<\/span><\/strong>\u00a0von Helium (3 \u2192 4) in einer Gasturbine an.\u00a0In diesen Turbinen erh\u00e4lt die Hochdruckstufe Gas (Punkt 3 in der Abbildung; p\u00a0<\/span>3<\/span><\/sub>\u00a0=\u00a0<\/span>6,7 MPa<\/span><\/strong>\u00a0; T\u00a0<\/span>3<\/span><\/sub>\u00a0= 1190 K (917 \u00b0 C)) von einem W\u00e4rmetauscher und leitet es an einen anderen W\u00e4rmetauscher ab, wo der Ausgangsdruck betr\u00e4gt ist p\u00a0<\/span>4<\/span><\/sub>\u00a0=\u00a0<\/span>2,78 MPa<\/span><\/strong>\u00a0(Punkt 4)\u00a0<\/span>.\u00a0<\/span><\/strong>Die Temperatur (f\u00fcr den isentropischen Prozess) des Gases am Ausgang der Turbine betr\u00e4gt T\u00a0<\/span>4s<\/span><\/sub>\u00a0= 839 K (566 \u00b0 C).<\/span><\/p>\n

Berechnen Sie<\/span><\/strong>\u00a0die von dieser Turbine geleistete Arbeit und die tats\u00e4chliche Temperatur am Ausgang der Turbine, wenn der\u00a0<\/span>Wirkungsgrad<\/span><\/strong>\u00a0der\u00a0isentropischen Turbine\u00a0<\/strong><\/span>\u03b7\u00a0<\/span><\/strong>T<\/span><\/sub><\/strong>\u00a0= 0,91 (91%)<\/span><\/strong>\u00a0betr\u00e4gt\u00a0.<\/span><\/p>\n

L\u00f6sung:<\/span><\/strong><\/p>\n

Aus dem ersten Hauptsatz der Thermodynamik kann die Arbeit der Turbine in einem isentropischen Prozess berechnet werden aus:<\/span><\/p>\n

W\u00a0<\/span><\/strong>T<\/span><\/sub><\/strong>\u00a0= h\u00a0<\/span><\/strong>3<\/span><\/sub><\/strong>\u00a0– h\u00a0<\/span><\/strong>4\u00a0<\/span><\/sub><\/strong>s<\/sub><\/em><\/strong><\/span>\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u2192 W\u00a0<\/span><\/strong>Ts<\/span><\/sub><\/strong>\u00a0=\u00a0<\/span>c\u00a0<\/span><\/em><\/strong>p<\/span><\/sub><\/em><\/strong>\u00a0(T\u00a0<\/span><\/em><\/strong>3<\/span><\/sub><\/em><\/strong>\u00a0– T\u00a0<\/span><\/em><\/strong>4\u00a0<\/span><\/sub><\/em><\/strong>s<\/sub><\/em><\/strong><\/span>\u00a0)<\/span><\/em><\/strong><\/p>\n

Aus dem Idealgasgesetz wissen wir, dass die molare spezifische W\u00e4rme eines einatomigen Idealgases ist:<\/span><\/p>\n

C\u00a0<\/span><\/em><\/strong>v<\/span><\/sub><\/em><\/strong>\u00a0= 3 \/ 2R = 12,5 J \/ mol K<\/span><\/em><\/strong>\u00a0und<\/span>\u00a0C\u00a0<\/span><\/em><\/strong>p<\/span><\/sub><\/em><\/strong>\u00a0= C\u00a0<\/span><\/em><\/strong>v<\/span><\/sub><\/em><\/strong>\u00a0+ R = 5 \/ 2R = 20,8 J \/ mol K.<\/span><\/em><\/strong><\/p>\n

Wir \u00fcbertragen die spezifischen W\u00e4rmekapazit\u00e4ten in Einheiten von\u00a0<\/span>J \/ kg K \u00fcber:<\/span><\/strong><\/p>\n

c\u00a0<\/span><\/em><\/strong>p<\/span><\/sub><\/em><\/strong>\u00a0= C\u00a0<\/span><\/em><\/strong>p<\/span><\/sub><\/em><\/strong>\u00a0.\u00a01 \/ M (Molgewicht von Helium) = 20,8 \u00b7 4,10 & supmin;\u00a0<\/span><\/em><\/strong>\u00b3<\/span><\/sup><\/em><\/strong>\u00a0= 5200 J \/ kg K.<\/span><\/em><\/strong><\/p>\n

Die Arbeit der Gasturbine im isentropischen Prozess ist dann:<\/span><\/p>\n

W\u00a0<\/span><\/em><\/strong>T, s<\/span><\/sub><\/em><\/strong>\u00a0= c\u00a0<\/span><\/em><\/strong>p<\/span><\/sub><\/em><\/strong>\u00a0(T\u00a0<\/span><\/em><\/strong>3<\/span><\/sub><\/em><\/strong>\u00a0– T\u00a0<\/span><\/em><\/strong>4\u00a0<\/span><\/sub><\/em><\/strong>s<\/sub><\/em><\/strong><\/span>\u00a0) = 5200 \u00d7 (1190\u2013839) = 1,825 MJ \/ kg<\/span><\/em><\/strong><\/p>\n

Die eigentliche Arbeit der Gasturbine im adiabatischen Prozess ist dann:<\/span>
\nW\u00a0<\/span><\/em><\/strong>T, real<\/span><\/sub><\/em><\/strong>\u00a0= c\u00a0<\/span><\/em><\/strong>p<\/span><\/sub><\/em><\/strong>\u00a0(T\u00a0<\/span><\/em><\/strong>3<\/span><\/sub><\/em><\/strong>\u00a0– T\u00a0<\/span><\/em><\/strong>4s<\/span><\/sub><\/em><\/strong>\u00a0).\u00a0<\/span><\/em><\/strong>\u03b7\u00a0<\/span><\/em><\/strong>T<\/span><\/sub><\/em><\/strong>\u00a0= 5200 x (1190 – 839) x 0,91 = 1,661 MJ \/ kg<\/span><\/em><\/strong><\/p>\n<\/div>\n<\/div>\n

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……………………………………………………………………………………………………………………………….<\/p>\n

Dieser Artikel basiert auf der maschinellen \u00dcbersetzung des englischen Originalartikels. Weitere Informationen finden Sie im Artikel auf Englisch. Sie k\u00f6nnen uns helfen. Wenn Sie die \u00dcbersetzung korrigieren m\u00f6chten, senden Sie diese bitte an: translations@nuclear-power.com oder f\u00fcllen Sie das Online-\u00dcbersetzungsformular aus. Wir bedanken uns f\u00fcr Ihre Hilfe und werden die \u00dcbersetzung so schnell wie m\u00f6glich aktualisieren. Danke.<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

Isentrope Effizienz ist das Verh\u00e4ltnis von realer Arbeit zu Arbeit unter isentropischen Bedingungen.\u00a0Normalerweise ist es f\u00fcr Turbinen, Kompressoren, D\u00fcsen definiert.\u00a0W\u00e4rmetechnik Isentropische Effizienz – Turbine, Kompressor, D\u00fcse In den vorhergehenden Kapiteln haben wir angenommen, dass die Gasexpansion\u00a0isentrop ist,\u00a0und deshalb haben wir\u00a0T\u00a04\u00a0\u00a0als Austrittstemperatur des Gases verwendet.\u00a0Diese Annahmen gelten nur f\u00fcr ideale Kreisprozessen. Die meisten\u00a0Steady-Flow-Ger\u00e4te\u00a0(Turbinen, Kompressoren, D\u00fcsen) arbeiten … Weiterlesen<\/a><\/p>\n","protected":false},"author":1,"featured_media":0,"comment_status":"closed","ping_status":"closed","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":[],"categories":[9],"tags":[],"yoast_head":"\nWas ist der isentrope Wirkungsgrad - Turbine \/ Kompressor \/ D\u00fcse - Definition<\/title>\n<meta name=\"description\" content=\"Die isentrope Effizienz ist das Verh\u00e4ltnis von echter Arbeit zu Arbeit unter isentropen Bedingungen. Normalerweise ist es f\u00fcr Turbinen, Kompressoren, D\u00fcsen definiert. 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