{"id":43887,"date":"2019-10-14T00:26:26","date_gmt":"2019-10-13T23:26:26","guid":{"rendered":"https:\/\/www.thermal-engineering.org\/was-ist-warmekraftmaschine-definition\/"},"modified":"2020-03-09T19:38:28","modified_gmt":"2020-03-09T18:38:28","slug":"was-ist-warmekraftmaschine-definition","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/www.thermal-engineering.org\/de\/was-ist-warmekraftmaschine-definition\/","title":{"rendered":"Was ist W\u00e4rmekraftmaschine &#8211; Definition"},"content":{"rendered":"<div class=\"su-quote su-quote-style-default\">\n<div class=\"su-quote-inner su-clearfix\">Im Allgemeinen ist eine W\u00e4rmekraftmaschine ein Ger\u00e4t, das chemische Energie in W\u00e4rme oder W\u00e4rmeenergie und dann in mechanische Energie oder elektrische Energie umwandelt.\u00a0Viele W\u00e4rmekraftmaschinen arbeiten zyklisch.\u00a0W\u00e4rmetechnik<\/div>\n<\/div>\n<div class=\"su-divider su-divider-style-dotted\"><\/div>\n<div class=\"lgc-column lgc-grid-parent lgc-grid-100 lgc-tablet-grid-100 lgc-mobile-grid-100 lgc-equal-heights lgc-first lgc-last\">\n<div class=\"inside-grid-column\">\n<div class=\"su-spacer\"><\/div>\n<h2>W\u00e4rmekraftmaschinen<\/h2>\n<p><a title=\"Energiequellen\" href=\"https:\/\/www.nuclear-power.com\/nuclear-engineering\/thermodynamics\/what-is-energy-physics\/energy-sources\/\"><strong>Energiequellen<\/strong><\/a>\u00a0haben immer eine sehr wichtige Rolle bei der Entwicklung der menschlichen Gesellschaft gespielt.\u00a0<strong><a title=\"Was ist Energie - Physik\" href=\"https:\/\/www.nuclear-power.com\/nuclear-engineering\/thermodynamics\/what-is-energy-physics\/\">Energie<\/a><\/strong>\u00a0wird im Allgemeinen als das<strong>\u00a0Potenzial<\/strong>\u00a0definiert,<strong>\u00a0zu\u00a0<\/strong><strong><a title=\"Arbeiten in Thermodynamik\" href=\"https:\/\/www.thermal-engineering.org\/de\/was-ist-arbeit-in-der-thermodynamik-definition\/\">arbeiten<\/a><\/strong><strong>\u00a0oder\u00a0<a title=\"W\u00e4rme in der Thermodynamik\" href=\"https:\/\/www.thermal-engineering.org\/de\/was-ist-warme-in-der-physik-warme-definition\/\">W\u00e4rme zu<\/a><\/strong><strong>\u00a0erzeugen<\/strong>\u00a0.\u00a0Manchmal ist es wie die \u201eW\u00e4hrung\u201c f\u00fcr die Ausf\u00fchrung von Arbeiten.\u00a0Eine der wunderbarsten Eigenschaften des Universums ist, dass<strong>\u00a0Energie von einem Typ in einen anderen umgewandelt<\/strong>\u00a0und<strong>\u00a0von einem Objekt auf ein anderes \u00fcbertragen werden kann<\/strong>\u00a0.<\/p>\n<p>Im Allgemeinen ist es einfach,\u00a0<a href=\"https:\/\/www.thermal-engineering.org\/de\/was-ist-innere-energie-thermische-energie-definition\/\"><strong>W\u00e4rmeenergie<\/strong><\/a>\u00a0<strong>durch Arbeiten<\/strong>\u00a0zu erzeugen\u00a0, beispielsweise durch einen beliebigen Reibungsprozess.\u00a0Es\u00a0ist jedoch\u00a0<strong>schwieriger, mit\u00a0<\/strong><strong>W\u00e4rmeenergie<\/strong>\u00a0zu\u00a0<strong>arbeiten<\/strong>\u00a0.\u00a0Es ist eng mit dem\u00a0<a title=\"What is Entropy\" href=\"https:\/\/www.nuclear-power.com\/nuclear-engineering\/thermodynamics\/what-is-energy-physics\/what-is-entropy\/\">Begriff der Entropie verbunden<\/a>\u00a0.\u00a0Beispielsweise ist Elektrizit\u00e4t besonders n\u00fctzlich, da sie eine\u00a0<strong>sehr\u00a0<\/strong><strong>niedrige Entropie aufweist<\/strong>\u00a0(eine hohe Ordnung aufweist) und\u00a0<strong>sehr effizient<\/strong>\u00a0in andere Energieformen umgewandelt werden\u00a0<strong>kann<\/strong>\u00a0.<\/p>\n<p>Manchmal steht\u00a0<a title=\"Was ist mechanische Energie?\" href=\"https:\/\/www.nuclear-power.com\/nuclear-engineering\/thermodynamics\/what-is-energy-physics\/what-is-mechanical-energy\/\">mechanische Energie<\/a>\u00a0direkt zur Verf\u00fcgung, zum Beispiel Windkraft und Wasserkraft.\u00a0Der gr\u00f6\u00dfte Teil unserer Energie stammt jedoch aus der Verbrennung\u00a0<strong>fossiler Brennstoffe<\/strong>\u00a0(Kohle, \u00d6l und Gas) und aus\u00a0<a title=\"Kernreaktionen\" href=\"https:\/\/www.nuclear-power.com\/nuclear-power\/nuclear-reactions\/\"><strong>Kernreaktionen<\/strong><\/a>\u00a0.\u00a0Derzeit sind fossile Brennstoffe die weltweit vorherrschende Energiequelle.\u00a0Die Verbrennung fossiler Brennstoffe erzeugt jedoch\u00a0<strong>nur W\u00e4rmeenergie<\/strong>\u00a0, weshalb diese Energiequellen sogenannte \u201e\u00a0<a title=\"Prim\u00e4renergiequellen\" href=\"https:\/\/www.nuclear-power.com\/nuclear-engineering\/thermodynamics\/what-is-energy-physics\/primary-energy-sources\/\"><strong>Prim\u00e4renergiequellen<\/strong><\/a>\u00a0\u201c sind,\u00a0<strong>die<\/strong>\u00a0in\u00a0<strong><a title=\"Sekund\u00e4re Energiequellen - Energietr\u00e4ger\" href=\"https:\/\/www.nuclear-power.com\/nuclear-engineering\/thermodynamics\/what-is-energy-physics\/secondary-energy-sources-energy-carriers\/\">sekund\u00e4re Energiequellen<\/a><\/strong>\u00a0, sogenannte\u00a0<strong>Energietr\u00e4ger<\/strong>\u00a0(\u00a0<a title=\"Elektrische Energie\" href=\"https:\/\/www.nuclear-power.com\/nuclear-engineering\/thermodynamics\/what-is-energy-physics\/electrical-energy\/\">elektrische Energie<\/a>\u00a0usw.) umgewandelt werden m\u00fcssen.\u00a0Um W\u00e4rmeenergie in eine andere Energieform umzuwandeln, wird eine\u00a0<strong>W\u00e4rmekraftmaschine eingesetzt<\/strong>\u00a0muss benutzt werden.<\/p>\n<p>Im Allgemeinen ist eine\u00a0<strong>W\u00e4rmekraftmaschine<\/strong>\u00a0ein Ger\u00e4t, das chemische Energie in W\u00e4rme oder W\u00e4rmeenergie und dann in mechanische Energie oder elektrische Energie umwandelt.<\/p>\n<figure id=\"attachment_16900\" class=\"wp-caption alignright\" aria-describedby=\"caption-attachment-16900\"><a href=\"https:\/\/thermal-engineering.org\/wp-content\/uploads\/2019\/05\/heat-engine-example.png\"><img loading=\"lazy\" class=\"size-medium wp-image-16900 lazy-loaded\" src=\"https:\/\/thermal-engineering.org\/wp-content\/uploads\/2019\/05\/heat-engine-example-300x224.png\" alt=\"Beispiel f\u00fcr eine W\u00e4rmekraftmaschine\" width=\"300\" height=\"224\" data-lazy-type=\"image\" data-src=\"https:\/\/thermal-engineering.org\/wp-content\/uploads\/2019\/05\/heat-engine-example-300x224.png\" \/><\/a><figcaption id=\"caption-attachment-16900\" class=\"wp-caption-text\">Der Rankine-Zyklus beschreibt genau die Prozesse in dampfbetriebenen W\u00e4rmekraftmaschinen, die in den meisten W\u00e4rmekraftwerken \u00fcblich sind.<\/figcaption><\/figure>\n<p>Viele\u00a0<strong>W\u00e4rmekraftmaschinen<\/strong>\u00a0\u00a0arbeiten zyklisch, indem sie in einem Teil des Zyklus Energie in Form von W\u00e4rme zuf\u00fchren und diese Energie in einem anderen Teil des Zyklus f\u00fcr n\u00fctzliche Arbeiten nutzen.<br \/>\nBeispielsweise wird\u00a0\u00a0die W\u00e4rme\u00a0, wie es in allen herk\u00f6mmlichen\u00a0<strong>W\u00e4rmekraftwerken \u00fcblich<\/strong>\u00a0ist, zur Erzeugung von\u00a0<a title=\"Eigenschaften von Dampf - Was ist Dampf?\" href=\"https:\/\/www.thermal-engineering.org\/de\/was-ist-steam-eigenschaften-von-steam-definition\/\">Dampf verwendet,<\/a>\u00a0der eine\u00a0<strong>Dampfturbine antreibt,<\/strong>\u00a0die mit einem Generator verbunden ist, der Elektrizit\u00e4t erzeugt.\u00a0<a title=\"Dampfgenerator\" href=\"https:\/\/www.nuclear-power.com\/steam-generator\/\">Dampferzeuger<\/a>\u00a0, Dampfturbinen, Kondensatoren und Speisewasserpumpen bilden eine\u00a0<strong>W\u00e4rmekraftmaschine<\/strong>\u00a0, die den Wirkungsgradbeschr\u00e4nkungen des\u00a0<strong>zweiten Hauptsatzes der Thermodynamik<\/strong>\u00a0unterliegt\u00a0.\u00a0In modernen\u00a0<a title=\"Kernkraftwerk\" href=\"https:\/\/www.nuclear-power.com\/nuclear-power-plant\/\">Kernkraftwerken liegt<\/a>\u00a0der thermodynamische Gesamtwirkungsgrad bei etwa<strong>Ein Drittel<\/strong>\u00a0(33%), also\u00a0<strong>3000 MWth<\/strong>\u00a0an thermischer Leistung aus der Spaltreaktion, wird ben\u00f6tigt, um\u00a0<strong>1000 MWe<\/strong>\u00a0elektrische Leistung\u00a0zu erzeugen\u00a0.<\/p>\n<\/div>\n<\/div>\n<div class=\"lgc-column lgc-grid-parent lgc-grid-100 lgc-tablet-grid-100 lgc-mobile-grid-100 lgc-equal-heights lgc-first lgc-last\">\n<div class=\"inside-grid-column\">\n<div class=\"su-spacer\"><\/div>\n<h2>W\u00e4rmekraftmaschinen und das zweite Gesetz<\/h2>\n<div class=\"lgc-column lgc-grid-parent lgc-grid-100 lgc-tablet-grid-100 lgc-mobile-grid-100 lgc-equal-heights  lgc-first lgc-last\">\n<div class=\"inside-grid-column\">\n<p><span>Der\u00a0<\/span><a title=\"Zweiter Hauptsatz der Thermodynamik\" href=\"https:\/\/www.thermal-engineering.org\/de\/was-ist-der-zweite-hauptsatz-der-thermodynamik-definition\/\"><strong><span>zweite Hauptsatz der Thermodynamik<\/span><\/strong><\/a><span>\u00a0kann auf viele spezifische Arten ausgedr\u00fcckt werden.\u00a0Jede Aussage dr\u00fcckt das gleiche Gesetz aus.\u00a0Nachfolgend sind drei aufgef\u00fchrt, die h\u00e4ufig auftreten.<\/span><\/p>\n<ul>\n<li><a title=\"Clausius Erkl\u00e4rung des zweiten Gesetzes\" href=\"https:\/\/www.nuclear-power.com\/nuclear-engineering\/thermodynamics\/laws-of-thermodynamics\/second-law-of-thermodynamics\/clausius-statement-of-the-second-law\/\"><span>Clausius-Erkl\u00e4rung<\/span><\/a><\/li>\n<li><a title=\"Kelvin-Planck-Erkl\u00e4rung des zweiten Gesetzes\" href=\"https:\/\/www.nuclear-power.com\/nuclear-engineering\/thermodynamics\/laws-of-thermodynamics\/second-law-of-thermodynamics\/kelvin-planck-statement-of-the-second-law\/\"><span>Kelvin-Planck-Erkl\u00e4rung<\/span><\/a><\/li>\n<li><a title=\"Entropie und der zweite Hauptsatz der Thermodynamik\" href=\"https:\/\/www.nuclear-power.com\/nuclear-engineering\/thermodynamics\/laws-of-thermodynamics\/second-law-of-thermodynamics\/entropy-and-the-second-law-of-thermodynamics\/\"><span>Entropie und das zweite Gesetz<\/span><\/a><\/li>\n<\/ul>\n<p><span>Vor diesen Aussagen m\u00fcssen wir an die Arbeit\u00a0eines franz\u00f6sischen Ingenieurs und Physikers\u00a0erinnern\u00a0\u00a0<\/span>,\u00a0<strong>Nicolas L\u00e9onard Sadi Carnot<\/strong>, der\u00a0das Studium des zweiten Gesetzes vorangetrieben hat, indem er ein Prinzip (\u00a0auch\u00a0<strong>Carnots Regel genannt\u00a0<\/strong>)\u00a0formuliert hat\u00a0, das Grenzen f\u00fcr den maximalen Wirkungsgrad festlegt, den eine W\u00e4rmekraftmaschine erreichen kann .<\/p>\n<div class=\"su-spacer\"><\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n<div class=\"lgc-column lgc-grid-parent lgc-grid-100 lgc-tablet-grid-100 lgc-mobile-grid-100 lgc-equal-heights  lgc-first lgc-last\">\n<div class=\"inside-grid-column\">\n<h2><span>Arten von W\u00e4rmekraftmaschinen<\/span><\/h2>\n<p><span>Im Allgemeinen werden W\u00e4rmekraftmaschinen nach einem Verbrennungsort wie folgt kategorisiert:<\/span><\/p>\n<ul>\n<li><strong><span>Verbrennungsmotor.\u00a0<\/span><\/strong><span>Beispielsweise sind Dampfmaschinen externe Verbrennungsmotoren, bei denen das Arbeitsfluid von den Verbrennungsprodukten getrennt ist.<\/span><\/li>\n<li><strong><span>Verbrennungsmotor.\u00a0<\/span><\/strong><span>Ein typisches Beispiel f\u00fcr einen Verbrennungsmotor ist ein im Automobil verwendeter Motor, bei dem die hohe Temperatur durch Verbrennen des Benzin-Luft-Gemisches im Zylinder selbst erreicht wird.<\/span><\/li>\n<\/ul>\n<p><span>Die detaillierte Kategorisierung basiert auf einem Arbeitsmedium, das im thermodynamischen Zyklus verwendet wird:<\/span><\/p>\n<ul>\n<li><strong><span>Gaszyklen.\u00a0<\/span><\/strong><span>In diesen Kreisprozessen ist das Arbeitsfluid immer ein Gas.\u00a0Der Otto-Zyklus und der Diesel-Zyklus (verwendet werden Automobile) sind ebenfalls typische Beispiele f\u00fcr Nur-Gas-Kreisprozessen.\u00a0Moderne Gasturbinentriebwerke und luftatmende Strahltriebwerke, die ebenfalls auf dem Nur-Gas-Zyklus basieren, folgen dem Brayton-Zyklus.<\/span><\/li>\n<li><strong><span>Fl\u00fcssigkeitszyklen.\u00a0<\/span><\/strong><span>Nur-Fl\u00fcssigkeit-Kreisprozessen sind ziemlich exotisch.\u00a0In diesen Kreisprozessen ist das Arbeitsfluid immer eine Fl\u00fcssigkeit.\u00a0Der Malone-Fl\u00fcssigkeitsmotor ist ein Beispiel f\u00fcr einen Nur-Fl\u00fcssigkeit-Zyklus.\u00a0Der Malone-Fl\u00fcssigkeitsmotor war eine Modifikation des Stirling-Zyklus, bei dem Wasser als Arbeitsmedium anstelle von Gas verwendet wurde<\/span><\/li>\n<li><strong><span>Kreisprozessen mit Phasen\u00e4nderungen.\u00a0<\/span><\/strong><span>Dampfmaschinen sind typische Beispiele f\u00fcr externe Motoren mit Phasenwechsel des Arbeitsmediums.<\/span><\/li>\n<\/ul>\n<\/div>\n<\/div>\n<div class=\"lgc-column lgc-grid-parent lgc-grid-100 lgc-tablet-grid-100 lgc-mobile-grid-100 lgc-equal-heights  lgc-first lgc-last\">\n<div class=\"inside-grid-column\">\n<div class=\"su-spacer\"><\/div>\n<h2><span>Beispiel einer W\u00e4rmekraftmaschine<\/span><\/h2>\n<figure id=\"attachment_16900\" class=\"wp-caption alignright\" aria-describedby=\"caption-attachment-16900\"><a href=\"https:\/\/thermal-engineering.org\/wp-content\/uploads\/2019\/05\/heat-engine-example.png\"><img loading=\"lazy\" class=\"size-medium wp-image-16900 lazy-loaded\" src=\"https:\/\/thermal-engineering.org\/wp-content\/uploads\/2019\/05\/heat-engine-example-300x224.png\" alt=\"Beispiel einer W\u00e4rmekraftmaschine\" width=\"300\" height=\"224\" data-lazy-type=\"image\" data-src=\"https:\/\/thermal-engineering.org\/wp-content\/uploads\/2019\/05\/heat-engine-example-300x224.png\" \/><\/a><figcaption id=\"caption-attachment-16900\" class=\"wp-caption-text\"><span>Der Rankine-Zyklus beschreibt genau die Prozesse in dampfbetriebenen W\u00e4rmekraftmaschinen, die in den meisten W\u00e4rmekraftwerken \u00fcblich sind.<\/span><\/figcaption><\/figure>\n<p><strong><span>Dampfmaschinen<\/span><\/strong><span>\u00a0und\u00a0<\/span><strong><span>K\u00fchlschr\u00e4nke<\/span><\/strong><span>\u00a0sind typische Beispiele f\u00fcr externe Motoren mit Phasenwechsel des Arbeitsmediums.\u00a0Ein typischer thermodynamischer Zyklus, der zur Analyse dieses Prozesses verwendet wird, wird als\u00a0<\/span><strong><span>Rankine-Zyklus bezeichnet<\/span><\/strong><span>\u00a0, bei dem normalerweise Wasser als Arbeitsmedium verwendet wird.<\/span><\/p>\n<p><span>Der\u00a0<\/span><strong><span>Rankine-Zyklus<\/span><\/strong><span>\u00a0beschreibt genau die Prozesse in dampfbetriebenen W\u00e4rmekraftmaschinen, die in den meisten\u00a0<\/span><strong><span>W\u00e4rmekraftwerken \u00fcblich sind<\/span><\/strong><span>\u00a0.\u00a0Die in diesen Kraftwerken verwendeten W\u00e4rmequellen sind normalerweise die Verbrennung fossiler Brennstoffe wie Kohle, Erdgas oder auch die\u00a0<\/span><strong><span>Kernspaltung<\/span><\/strong><span>\u00a0.<\/span><\/p>\n<p><span>Ein\u00a0<\/span><a title=\"Kernkraftwerk\" href=\"https:\/\/www.nuclear-power.com\/nuclear-power-plant\/\"><strong><span>Kernkraftwerk<\/span><\/strong><\/a><span>\u00a0(Kernkraftwerk) sieht mit einer Ausnahme wie ein Standard-W\u00e4rmekraftwerk aus.\u00a0Die W\u00e4rmequelle im Kernkraftwerk ist ein\u00a0<\/span><a href=\"https:\/\/www.nuclear-power.com\/nuclear-power-plant\/nuclear-reactor\/\"><strong><span>Kernreaktor<\/span><\/strong><\/a><span>\u00a0.\u00a0Wie in allen herk\u00f6mmlichen W\u00e4rmekraftwerken \u00fcblich, wird die W\u00e4rme zur Erzeugung von\u00a0<\/span><a title=\"Eigenschaften von Dampf - Was ist Dampf?\" href=\"https:\/\/www.thermal-engineering.org\/de\/was-ist-steam-eigenschaften-von-steam-definition\/\"><span>Dampf verwendet,<\/span><\/a><span>\u00a0der eine Dampfturbine antreibt, die an einen Generator angeschlossen ist, der Strom erzeugt.<\/span><\/p>\n<figure id=\"attachment_16026\" class=\"wp-caption alignright\" aria-describedby=\"caption-attachment-16026\"><a href=\"https:\/\/thermal-engineering.org\/wp-content\/uploads\/2019\/05\/Thermodynamic-Cycles-min.png\"><img loading=\"lazy\" class=\"size-medium wp-image-16026 lazy-loaded\" src=\"https:\/\/thermal-engineering.org\/wp-content\/uploads\/2019\/05\/Thermodynamic-Cycles-min-300x277.png\" alt=\"technische Thermodynamik\" width=\"300\" height=\"277\" data-lazy-type=\"image\" data-src=\"https:\/\/thermal-engineering.org\/wp-content\/uploads\/2019\/05\/Thermodynamic-Cycles-min-300x277.png\" \/><\/a><figcaption id=\"caption-attachment-16026\" class=\"wp-caption-text\"><span>Rankine-Zyklus &#8211; Thermodynamik als Energieumwandlungswissenschaft<\/span><\/figcaption><\/figure>\n<p><span>Typischerweise\u00a0betreiben die\u00a0meisten\u00a0<\/span><strong><span>Kernkraftwerke\u00a0<\/span><\/strong><strong><span>mehrstufige Kondensationsdampfturbinen<\/span><\/strong><span>\u00a0.\u00a0In diesen Turbinen erh\u00e4lt die Hochdruckstufe\u00a0<\/span><a href=\"https:\/\/www.thermal-engineering.org\/de\/was-ist-steam-eigenschaften-von-steam-definition\/\"><span>Dampf<\/span><\/a><span>\u00a0(dieser Dampf ist nahezu ges\u00e4ttigter Dampf &#8211; x = 0,995 &#8211; Punkt C in der Abbildung;\u00a0<\/span><strong><span>6 MPa<\/span><\/strong><span>\u00a0; 275,6 \u00b0 C) von einem Dampferzeuger und leitet ihn zum Feuchtigkeitsabscheider-Nacherhitzer (Punkt D) ab ).\u00a0Der Dampf muss erneut erw\u00e4rmt werden, um Sch\u00e4den zu vermeiden, die durch Dampf von\u00a0<\/span><a title=\"Dampfqualit\u00e4t - Trockenheitsanteil\" href=\"https:\/\/www.nuclear-power.com\/nuclear-engineering\/materials-nuclear-engineering\/properties-steam-what-is-steam\/vapor-quality-dryness-fraction\/\"><span>geringer Qualit\u00e4t<\/span><\/a><span>\u00a0an den Schaufeln der Dampfturbine verursacht werden k\u00f6nnten\u00a0.\u00a0Der Nacherhitzer erw\u00e4rmt den Dampf (Punkt D) und dann wird der Dampf zur Niederdruckstufe der Dampfturbine geleitet, wo er sich ausdehnt (Punkt E bis F).\u00a0Der ausgesto\u00dfene Dampf kondensiert dann im Kondensator und hat einen Druck, der weit unter dem atmosph\u00e4rischen Druck liegt (absoluter Druck von<\/span><strong><span>0,008 MPa<\/span><\/strong><span>\u00a0) und befindet sich in einem teilweise kondensierten Zustand (Punkt F), typischerweise von einer Qualit\u00e4t nahe 90%.<\/span><\/p>\n<p><span>In diesem Fall stellen Dampferzeuger, Dampfturbinen, Kondensatoren und Speisewasserpumpen eine W\u00e4rmekraftmaschine dar, die den durch den\u00a0<\/span><strong><span>zweiten Hauptsatz der Thermodynamik<\/span><\/strong><span>\u00a0auferlegten Wirkungsgradbeschr\u00e4nkungen unterliegt\u00a0.\u00a0Im Idealfall (keine Reibung, reversible Prozesse, perfektes Design) h\u00e4tte diese W\u00e4rmekraftmaschine einen Carnot-Wirkungsgrad von<\/span><\/p>\n<p><span>= 1 &#8211; T\u00a0<\/span><sub><span>kalt<\/span><\/sub><span>\u00a0\/ T\u00a0<\/span><sub><span>hei\u00df<\/span><\/sub><span>\u00a0= 1 &#8211; 315\/549 = 42,6%<\/span><\/p>\n<p><span>Wenn die Temperatur des hei\u00dfen Reservoirs 275,6 \u00b0 C (548,7 K) betr\u00e4gt, betr\u00e4gt die Temperatur des kalten Reservoirs 41,5 \u00b0 C (314,7 K).\u00a0Das Kernkraftwerk ist jedoch die\u00a0<\/span><strong><span>eigentliche W\u00e4rmekraftmaschine<\/span><\/strong><span>\u00a0, in der thermodynamische Prozesse irgendwie irreversibel sind.\u00a0Sie werden nicht unendlich langsam gemacht.\u00a0In realen Ger\u00e4ten (wie Turbinen, Pumpen und Kompressoren) verursachen mechanische Reibung und W\u00e4rmeverluste weitere Wirkungsgradverluste.<\/span><\/p>\n<p><span>Daher haben Kernkraftwerke normalerweise einen Wirkungsgrad von etwa 33%.\u00a0In modernen Kernkraftwerken betr\u00e4gt der thermodynamische Gesamtwirkungsgrad etwa\u00a0<\/span><strong><span>ein Drittel<\/span><\/strong><span>\u00a0(33%), sodass\u00a0<\/span><strong><span>3000 MWth<\/span><\/strong><span>\u00a0W\u00e4rmeleistung aus der Spaltreaktion ben\u00f6tigt werden, um\u00a0<\/span><strong><span>1000 MWe<\/span><\/strong><span>\u00a0elektrischen Strom\u00a0zu erzeugen\u00a0.<\/span><\/p>\n<p><span>Nach dem Prinzip h\u00f6here Wirkungsgrade der Carnot kann durch Erh\u00f6hung der erreicht werden\u00a0<\/span><strong><span>Temperatur<\/span><\/strong><span>\u00a0des Dampfes.\u00a0Dies erfordert jedoch einen Druckanstieg in Kesseln oder Dampferzeugern.\u00a0Metallurgische \u00dcberlegungen begrenzen solche Dr\u00fccke jedoch.\u00a0Unter diesem Gesichtspunkt werden\u00a0<\/span><a title=\"\u00dcberkritischer Wasserreaktor - SCWR\" href=\"https:\/\/www.nuclear-power.com\/nuclear-power-plant\/reactor-types\/supercritical-water-reactor-scwr\/\"><strong><span>\u00fcberkritische Wasserreaktoren<\/span><\/strong><\/a><span>\u00a0aufgrund ihres\u00a0<strong>hohen thermischen Wirkungsgrads<\/strong>\u00a0als vielversprechender Fortschritt f\u00fcr\u00a0<\/span><a title=\"Kernkraftwerk\" href=\"https:\/\/www.nuclear-power.com\/nuclear-power-plant\/\"><span>Kernkraftwerke angesehen<\/span><\/a><span>\u00a0(~ 45% gegen\u00fcber ~ 33% f\u00fcr aktuelle LWR).\u00a0SCWRs werden bei\u00a0<strong>\u00fcberkritischem Druck<\/strong>\u00a0(dh gr\u00f6\u00dfer als 22,1 MPa) betrieben.<\/span><\/p>\n<\/div>\n<\/div>\n<div class=\"lgc-column lgc-grid-parent lgc-grid-100 lgc-tablet-grid-100 lgc-mobile-grid-100 lgc-equal-heights  lgc-first lgc-last\">\n<div class=\"inside-grid-column\">\n<div class=\"su-spacer\"><\/div>\n<h2><span>W\u00e4rmewirkungsgrad und das zweite Gesetz<\/span><\/h2>\n<p><span>Eine\u00a0<\/span><strong><span>ideale W\u00e4rmekraftmaschine<\/span><\/strong><span>\u00a0ist eine imagin\u00e4re Maschine, bei der Energie, die als W\u00e4rme aus dem Hochtemperaturspeicher gewonnen wird, vollst\u00e4ndig in Arbeit umgewandelt wird.\u00a0Nach der\u00a0<\/span><strong><span>Aussage von Kelvin-Planck<\/span><\/strong><span>\u00a0w\u00fcrde ein solcher Motor jedoch gegen den zweiten Hauptsatz der Thermodynamik versto\u00dfen, da der Umwandlungsprozess Verluste verursachen muss.\u00a0Die dem System zugef\u00fchrte Nettow\u00e4rme muss h\u00f6her sein als die vom System geleistete Nettow\u00e4rme.<\/span><\/p>\n<p><strong><span>Kelvin-Planck-Aussage:<\/span><\/strong><\/p>\n<p><em><span>\u201eEs ist unm\u00f6glich, ein Ger\u00e4t zu konstruieren, das in einem Zyklus arbeitet und keinen anderen Effekt als die Erzeugung von Arbeit und die \u00dcbertragung von W\u00e4rme von einem einzelnen K\u00f6rper erzeugt.\u201c<\/span><\/em><\/p>\n<\/div>\n<\/div>\n<div class=\"lgc-column lgc-grid-parent lgc-grid-100 lgc-tablet-grid-100 lgc-mobile-grid-100 lgc-equal-heights  lgc-first lgc-last\">\n<div class=\"inside-grid-column\">\n<div class=\"su-spacer\"><\/div>\n<h2><span>Formel f\u00fcr den thermischen Wirkungsgrad<\/span><\/h2>\n<p><span>Als ein Ergebnis dieser Anweisung definieren wir den\u00a0<\/span><strong><span>thermischen Wirkungsgrad<\/span><\/strong><span>\u00a0,\u00a0<\/span><strong><em><span>\u03b7\u00a0<\/span><\/em><\/strong><strong><em><sub><span>th<\/span><\/sub><\/em><\/strong><span>\u00a0, ein W\u00e4rmekraftmaschine als das Verh\u00e4ltnis der\u00a0<\/span><a title=\"Arbeit in der Thermodynamik\" href=\"https:\/\/www.thermal-engineering.org\/de\/was-ist-arbeit-in-der-thermodynamik-definition\/\"><span>Arbeits<\/span><\/a><span>\u00a0es tut,\u00a0<\/span><strong><span>W<\/span><\/strong><span>\u00a0, an den\u00a0<\/span><a title=\"W\u00e4rme in der Thermodynamik\" href=\"https:\/\/www.thermal-engineering.org\/de\/was-ist-warme-in-der-physik-warme-definition\/\"><span>W\u00e4rmeeingang<\/span><\/a><span>\u00a0bei der hohen Temperatur, Q\u00a0<\/span><sub><span>H<\/span><\/sub><span>\u00a0.<\/span><\/p>\n<p><a href=\"https:\/\/thermal-engineering.org\/wp-content\/uploads\/2019\/05\/thermal-efficiency-formula-1.png\"><img loading=\"lazy\" class=\"aligncenter size-full wp-image-16945 lazy-loaded\" src=\"https:\/\/thermal-engineering.org\/wp-content\/uploads\/2019\/05\/thermal-efficiency-formula-1.png\" alt=\"Formel f\u00fcr den thermischen Wirkungsgrad - 1\" width=\"125\" height=\"82\" data-lazy-type=\"image\" data-src=\"https:\/\/thermal-engineering.org\/wp-content\/uploads\/2019\/05\/thermal-efficiency-formula-1.png\" \/><\/a><\/p>\n<p><span>Der\u00a0<\/span><strong><span>thermische Wirkungsgrad<\/span><\/strong><span>\u00a0,\u00a0<\/span><strong><em><span>\u03b7\u00a0<\/span><\/em><\/strong><strong><em><sub><span>th<\/span><\/sub><\/em><\/strong><span>\u00a0, stellt den Anteil an\u00a0<\/span><strong><span>W\u00e4rme<\/span><\/strong><span>\u00a0,\u00a0<\/span><strong><span>Q\u00a0<\/span><sub><span>H<\/span><\/sub><\/strong><span>\u00a0, die konvertiert wird ,\u00a0<\/span><strong><span>zu arbeiten<\/span><\/strong><span>\u00a0.\u00a0Es ist ein dimensionsloses Leistungsma\u00df f\u00fcr eine W\u00e4rmekraftmaschine, die W\u00e4rmeenergie verwendet, z. B. eine Dampfturbine, eine Verbrennungsmaschine oder einen K\u00fchlschrank.\u00a0Bei einer K\u00e4lte- oder W\u00e4rmepumpe gibt der thermische Wirkungsgrad an, inwieweit die durch Arbeit hinzugef\u00fcgte Energie in Nettow\u00e4rmeleistung umgewandelt wird.\u00a0Da es sich um eine dimensionslose Zahl handelt, m\u00fcssen wir W, Q\u00a0<\/span><sub><span>H<\/span><\/sub><span>\u00a0und Q\u00a0<\/span><sub><span>C immer<\/span><\/sub><span>\u00a0in denselben Einheiten\u00a0ausdr\u00fccken\u00a0.<\/span><\/p>\n<p><span>Da Energie nach dem\u00a0<\/span><a title=\"Erster Hauptsatz der Thermodynamik\" href=\"https:\/\/www.thermal-engineering.org\/de\/was-ist-der-erste-hauptsatz-der-thermodynamik-definition\/\"><strong><span>ersten Hauptsatz der Thermodynamik eingespart wird<\/span><\/strong>\u00a0<\/a><span>und Energie nicht vollst\u00e4ndig in Arbeit umgewandelt werden kann\u00a0, muss\u00a0der W\u00e4rmeeintrag Q\u00a0<\/span><sub><span>H<\/span><\/sub><span>\u00a0gleich der geleisteten Arbeit W plus der W\u00e4rme sein, die als\u00a0<\/span><strong><span>Abw\u00e4rme Q\u00a0<\/span><sub><span>C<\/span><\/sub><\/strong><span>\u00a0an die abgegeben werden muss Umgebung.\u00a0Daher k\u00f6nnen wir die Formel f\u00fcr den thermischen Wirkungsgrad wie folgt umschreiben:<\/span><\/p>\n<p><a href=\"https:\/\/thermal-engineering.org\/wp-content\/uploads\/2019\/05\/thermal-efficiency-formula-2.png\"><img loading=\"lazy\" class=\"aligncenter size-medium wp-image-16944 lazy-loaded\" src=\"https:\/\/thermal-engineering.org\/wp-content\/uploads\/2019\/05\/thermal-efficiency-formula-2-300x71.png\" alt=\"Formel f\u00fcr den thermischen Wirkungsgrad - 2\" width=\"300\" height=\"71\" data-lazy-type=\"image\" data-src=\"https:\/\/thermal-engineering.org\/wp-content\/uploads\/2019\/05\/thermal-efficiency-formula-2-300x71.png\" \/><\/a><\/p>\n<p><span>Um den Wirkungsgrad in Prozent anzugeben, multiplizieren wir die vorherige Formel mit 100. Beachten Sie, dass\u00a0<\/span><strong><em><span>\u03b7\u00a0<\/span><\/em><\/strong><strong><em><sub><span>th<\/span><\/sub><\/em><\/strong><span>\u00a0nur dann 100% sein kann, wenn die Abw\u00e4rme Q\u00a0<\/span><sub><span>C<\/span><\/sub><span>\u00a0Null ist.<\/span><\/p>\n<p><span>Im Allgemeinen ist der Wirkungsgrad selbst der\u00a0<\/span><strong><span>besten W\u00e4rmekraftmaschinen<\/span><\/strong><span>\u00a0recht gering.\u00a0Kurz gesagt, es ist\u00a0<\/span><strong><span>sehr schwierig<\/span><\/strong><span>\u00a0,\u00a0<\/span><a href=\"https:\/\/www.thermal-engineering.org\/de\/was-ist-innere-energie-thermische-energie-definition\/\"><span>W\u00e4rmeenergie<\/span><\/a><span>\u00a0in\u00a0<\/span><a title=\"Was ist mechanische Energie?\" href=\"https:\/\/www.nuclear-power.com\/nuclear-engineering\/thermodynamics\/what-is-energy-physics\/what-is-mechanical-energy\/\"><span>mechanische Energie<\/span><\/a><span>\u00a0umzuwandeln\u00a0.\u00a0Die thermischen Wirkungsgrade liegen \u00fcblicherweise\u00a0<\/span><strong><span>unter 50%<\/span><\/strong><span>\u00a0und oft weit darunter.\u00a0Seien Sie vorsichtig, wenn Sie es mit den Wirkungsgraden von Wind- oder Wasserkraft vergleichen (Windkraftanlagen sind keine W\u00e4rmekraftmaschinen). Es gibt keine Energieumwandlung zwischen thermischer und mechanischer Energie.<\/span><\/p>\n<\/div>\n<\/div>\n<div class=\"lgc-column lgc-grid-parent lgc-grid-100 lgc-tablet-grid-100 lgc-mobile-grid-100 lgc-equal-heights  lgc-first lgc-last\">\n<div class=\"inside-grid-column\">\n<div class=\"su-spacer\"><\/div>\n<h2><span>Ursachen f\u00fcr Ineffizienz<\/span><\/h2>\n<p><span>Wie bereits erw\u00e4hnt, kann ein Wirkungsgrad zwischen 0 und 1 liegen. Jede W\u00e4rmekraftmaschine ist irgendwie ineffizient.\u00a0Diese Ineffizienz kann auf drei Ursachen zur\u00fcckgef\u00fchrt werden.<\/span><\/p>\n<ul>\n<li><strong><span>Irreversibilit\u00e4t von Prozessen<\/span><\/strong><span>\u00a0.\u00a0Es gibt eine theoretische Obergrenze f\u00fcr die Effizienz der Umwandlung von W\u00e4rme in Arbeit in jeder W\u00e4rmekraftmaschine.\u00a0Diese Obergrenze wird als\u00a0<\/span><strong><span>Carnot-Effizienz bezeichnet<\/span><\/strong><span>\u00a0.\u00a0Nach dem\u00a0<\/span><strong><span>Carnot-Prinzip<\/span><\/strong><span>\u00a0kann kein Motor effizienter sein als ein reversibler Motor (\u00a0<\/span><strong><span>eine Carnot-W\u00e4rmekraftmaschine<\/span><\/strong><span>\u00a0), der zwischen denselben Hochtemperatur- und Niedertemperaturbeh\u00e4ltern betrieben wird.\u00a0Wenn beispielsweise der hei\u00dfe Vorratsbeh\u00e4lter T\u00a0<\/span><sub><span>hei\u00df<\/span><\/sub><span>\u00a0von 400 \u00b0 C (673 K) und T\u00a0<\/span><sub><span>kalt<\/span><\/sub><span>\u00a0von etwa 20 \u00b0 C (293 K) aufweist, betr\u00e4gt der maximale (ideale) Wirkungsgrad: = 1 &#8211; T\u00a0<\/span><sub><span>kalt<\/span><\/sub><span>\u00a0\/ T\u00a0<\/span><sub><span>hei\u00df<\/span><\/sub><span>\u00a0= 1 &#8211; 293 \/ 673 = 56%.\u00a0Aber alle realen thermodynamischen Prozesse sind irgendwie\u00a0<\/span><strong><span>irreversibel<\/span><\/strong><span>.\u00a0Sie werden nicht unendlich langsam gemacht.\u00a0Daher m\u00fcssen W\u00e4rmekraftmaschinen aufgrund der inh\u00e4renten Irreversibilit\u00e4t des von ihnen verwendeten W\u00e4rmekraftmaschinenzyklus niedrigere Wirkungsgrade als Grenzwerte f\u00fcr ihren Wirkungsgrad aufweisen.<\/span><\/li>\n<li><strong><span>Vorhandensein von Reibung und W\u00e4rmeverlusten.\u00a0<\/span><\/strong><span>In realen thermodynamischen Systemen oder in realen W\u00e4rmekraftmaschinen ist ein Teil der Ineffizienz des Gesamtzyklus auf die Verluste der einzelnen Komponenten zur\u00fcckzuf\u00fchren.\u00a0In realen Ger\u00e4ten (wie Turbinen, Pumpen und Kompressoren) verursachen\u00a0<\/span><strong><span>mechanische Reibung<\/span><\/strong><span>\u00a0,\u00a0<\/span><strong><span>W\u00e4rmeverluste<\/span><\/strong><span>\u00a0und Verluste im Verbrennungsprozess weitere Effizienzverluste.<\/span><\/li>\n<li><strong><span>Design-Ineffizienz<\/span><\/strong><span>\u00a0.\u00a0Die letzte und auch wichtige Ursache f\u00fcr Ineffizienzen sind die\u00a0<\/span><strong><span>Kompromisse,<\/span><\/strong><span>\u00a0die\u00a0<\/span><strong><span>Ingenieure<\/span><\/strong><span>\u00a0bei der Konstruktion einer W\u00e4rmekraftmaschine (z. B. eines Kraftwerks) eingegangen sind.\u00a0Sie m\u00fcssen Kosten und andere Faktoren bei der Auslegung und dem Betrieb des Zyklus ber\u00fccksichtigen.\u00a0Betrachten Sie als Beispiel eine Auslegung des\u00a0<\/span><strong><span>Kondensators<\/span><\/strong><span>\u00a0in den W\u00e4rmekraftwerken.\u00a0Idealerweise w\u00fcrde der in den Kondensator abgegebene Dampf\u00a0<\/span><strong><span>keine Unterk\u00fchlung aufweisen<\/span><\/strong><span>\u00a0.\u00a0Echte Kondensatoren sind jedoch so ausgelegt, dass sie die Fl\u00fcssigkeit um einige Grad Celsius unterk\u00fchlen, um die\u00a0<\/span><a title=\"Saugkavitation\" href=\"https:\/\/www.nuclear-power.com\/nuclear-engineering\/fluid-dynamics\/centrifugal-pumps\/cavitation\/suction-cavitation\/\"><strong><span>Saugkavitation<\/span><\/strong><\/a><span>\u00a0in den Kondensatpumpen\u00a0zu vermeiden\u00a0.\u00a0Diese Unterk\u00fchlung erh\u00f6ht jedoch die Ineffizienz des Kreislaufs, da mehr Energie zum Wiedererhitzen des Wassers ben\u00f6tigt wird.<\/span><\/li>\n<\/ul>\n<\/div>\n<\/div>\n<div class=\"lgc-column lgc-grid-parent lgc-grid-100 lgc-tablet-grid-100 lgc-mobile-grid-100 lgc-equal-heights  lgc-first lgc-last\">\n<div class=\"inside-grid-column\">\n<div class=\"su-spacer\"><\/div>\n<h2><span>W\u00e4rmewirkungsgrad von W\u00e4rmekraftmaschinen<\/span><\/h2>\n<p><span>Im Allgemeinen ist der Wirkungsgrad selbst der besten W\u00e4rmekraftmaschinen recht gering.\u00a0Kurz gesagt, es ist\u00a0<\/span><strong><span>sehr schwierig, W\u00e4rmeenergie in mechanische Energie umzuwandeln<\/span><\/strong><span>\u00a0.\u00a0Die thermischen Wirkungsgrade liegen \u00fcblicherweise unter 50% und oft weit darunter.<\/span><\/p>\n<figure id=\"attachment_16961\" class=\"wp-caption alignright\" aria-describedby=\"caption-attachment-16961\"><a href=\"https:\/\/thermal-engineering.org\/wp-content\/uploads\/2019\/05\/thermal-efficiency-engines-turbines-min.png\"><img loading=\"lazy\" class=\"size-medium wp-image-16961 lazy-loaded\" src=\"https:\/\/thermal-engineering.org\/wp-content\/uploads\/2019\/05\/thermal-efficiency-engines-turbines-min-300x222.png\" alt=\"Takaishi, Tatsuo;  Numata, Akira;  Nakano, Ryouji;  Sakaguchi, Katsuhiko (M\u00e4rz 2008).\" width=\"300\" height=\"222\" data-lazy-type=\"image\" data-src=\"https:\/\/thermal-engineering.org\/wp-content\/uploads\/2019\/05\/thermal-efficiency-engines-turbines-min-300x222.png\" \/><\/a><figcaption id=\"caption-attachment-16961\" class=\"wp-caption-text\"><span>Takaishi, Tatsuo;\u00a0Numata, Akira;\u00a0Nakano, Ryouji;\u00a0Sakaguchi, Katsuhiko (M\u00e4rz 2008).\u00a0\u201eAnsatz f\u00fcr hocheffiziente Diesel- und Gasmotoren\u201c (PDF).\u00a0Mitsubishi Heavy Industries Technical Review.\u00a045 (1).\u00a0Abgerufen am 04.02.2011.<\/span><\/figcaption><\/figure>\n<p><span>Es ist einfach, W\u00e4rmeenergie durch Arbeiten zu erzeugen, beispielsweise durch einen beliebigen Reibungsprozess.\u00a0Es ist jedoch schwieriger, Arbeit mit W\u00e4rmeenergie zu bekommen.\u00a0Es ist eng mit dem\u00a0<\/span><a title=\"Was ist Entropie?\" href=\"https:\/\/www.nuclear-power.com\/nuclear-engineering\/thermodynamics\/what-is-energy-physics\/what-is-entropy\/\"><strong><span>Konzept der Entropie verbunden<\/span><\/strong><\/a><span>\u00a0, das die Energie einer Substanz quantifiziert, die nicht mehr f\u00fcr n\u00fctzliche Arbeiten zur Verf\u00fcgung steht.\u00a0Zum Beispiel ist Elektrizit\u00e4t besonders n\u00fctzlich, da sie eine\u00a0<\/span><strong><span>sehr\u00a0<\/span><\/strong><strong><span>niedrige Entropie aufweist<\/span><\/strong><span>\u00a0(hochgeordnet ist) und\u00a0<\/span><strong><span>sehr effizient<\/span><\/strong><span>\u00a0in andere Energieformen umgewandelt werden\u00a0<strong>kann<\/strong>\u00a0.\u00a0Seien Sie vorsichtig, wenn Sie es mit den Wirkungsgraden von Wind- oder Wasserkraft vergleichen (Windkraftanlagen sind keine W\u00e4rmekraftmaschinen). Es gibt keine Energieumwandlung zwischen thermischer und mechanischer Energie.<\/span><\/p>\n<p><span>Der thermische Wirkungsgrad verschiedener W\u00e4rmekraftmaschinen, die heute entwickelt oder verwendet werden, hat einen gro\u00dfen Bereich:<\/span><\/p>\n<p><strong><span>Beispielsweise:<\/span><\/strong><\/p>\n<p><strong><span>Transport<\/span><\/strong><\/p>\n<ul>\n<li><span>In der Mitte des 20. Jahrhunderts hatte eine typische\u00a0<\/span><strong><span>Dampflokomotive<\/span><\/strong><span>\u00a0einen thermischen Wirkungsgrad von etwa\u00a0<\/span><strong><span>6%<\/span><\/strong><span>\u00a0.\u00a0Das bedeutet, dass pro 100 MJ verbrannter Kohle 6 MJ mechanische Leistung erzeugt wurden.<\/span><\/li>\n<li><span>Ein typischer\u00a0<\/span><strong><span>Benzinmotor<\/span><\/strong><span>\u00a0arbeitet mit einem\u00a0thermischen Wirkungsgrad von\u00a0etwa\u00a0<\/span><strong><span>25% bis 30%<\/span><\/strong><span>\u00a0.\u00a0Etwa 70-75% werden als Abw\u00e4rme verworfen, ohne in n\u00fctzliche Arbeit umgewandelt zu werden, dh Arbeit, die an R\u00e4der geliefert wird.<\/span><\/li>\n<li><span>Ein typischer\u00a0<\/span><strong><span>Dieselmotor<\/span><\/strong><span>\u00a0arbeitet mit etwa\u00a0<\/span><strong><span>30% bis 35%<\/span><\/strong><span>\u00a0.\u00a0Im Allgemeinen sind Motoren, die den Dieselzyklus verwenden, normalerweise effizienter.<\/span><\/li>\n<li><span>2014 wurden neue Vorschriften f\u00fcr\u00a0<\/span><strong><span>Formel-1-Fahrzeuge eingef\u00fchrt<\/span><\/strong><span>\u00a0.\u00a0Diese Motorsportbestimmungen haben die Teams dazu gedr\u00e4ngt, hocheffiziente Aggregate zu entwickeln.\u00a0Laut Mercedes erreicht ihr Triebwerk jetzt\u00a0<\/span><strong><span>mehr als 45%<\/span><\/strong><span>\u00a0und einen thermischen Wirkungsgrad von nahezu 50%, dh 45 &#8211; 50% der potenziellen Energie im Kraftstoff wird an R\u00e4der abgegeben.<\/span><\/li>\n<li><span>Der Dieselmotor hat den h\u00f6chsten thermischen Wirkungsgrad aller praktischen Verbrennungsmotoren.\u00a0<\/span><strong><span>Dieselmotoren mit niedriger Drehzahl<\/span><\/strong><span>\u00a0(wie sie in Schiffen verwendet werden) k\u00f6nnen einen thermischen Wirkungsgrad von mehr als\u00a0<\/span><strong><span>50% aufweisen<\/span><\/strong><span>\u00a0.\u00a0Der gr\u00f6\u00dfte Dieselmotor der Welt erreicht mit 51,7% Spitzenwerte.<\/span><\/li>\n<\/ul>\n<p><strong><span>Energietechnik<\/span><\/strong><\/p>\n<ul>\n<li><strong><span>Umwandlung der thermischen Energie des Ozeans (OTEC).\u00a0OTEC<\/span><\/strong><span>\u00a0ist eine hochentwickelte W\u00e4rmekraftmaschine, die den Temperaturunterschied zwischen k\u00fchlerem, tiefem und w\u00e4rmerem Oberfl\u00e4chenwasser nutzt, um eine Niederdruckturbine zu betreiben.\u00a0Da der\u00a0<\/span><strong><span>Temperaturunterschied<\/span><\/strong><span>\u00a0mit etwa 20 \u00b0 C gering ist, ist auch sein thermischer Wirkungsgrad mit\u00a0<\/span><strong><span>etwa 3%<\/span><\/strong><span>\u00a0sehr gering\u00a0.<\/span><\/li>\n<li><span>In modernen\u00a0<\/span><a title=\"Kernkraftwerk\" href=\"https:\/\/www.nuclear-power.com\/nuclear-power-plant\/\"><strong><span>Kernkraftwerken<\/span><\/strong><\/a><span>\u00a0betr\u00e4gt der thermische Gesamtwirkungsgrad etwa\u00a0<\/span><strong><span>ein Drittel<\/span><\/strong><span>\u00a0(33%), sodass\u00a0<\/span><strong><span>3000 MWth<\/span><\/strong><span>\u00a0W\u00e4rmeleistung aus der Spaltreaktion ben\u00f6tigt werden, um\u00a0<\/span><strong><span>1000 MWe<\/span><\/strong><span>\u00a0elektrischen Strom\u00a0zu erzeugen\u00a0.\u00a0H\u00f6here Wirkungsgrade k\u00f6nnen durch Erh\u00f6hen der\u00a0<\/span><strong><span>Temperatur<\/span><\/strong><span>\u00a0des\u00a0<\/span><a title=\"Eigenschaften von Dampf - Was ist Dampf?\" href=\"https:\/\/www.thermal-engineering.org\/de\/was-ist-steam-eigenschaften-von-steam-definition\/\"><span>Dampfes erreicht werden<\/span><\/a><span>\u00a0.\u00a0Dies erfordert jedoch einen Druckanstieg in Kesseln oder\u00a0<\/span><a title=\"Dampfgenerator\" href=\"https:\/\/www.nuclear-power.com\/steam-generator\/\"><span>Dampferzeugern<\/span><\/a><span>.\u00a0Metallurgische \u00dcberlegungen begrenzen solche Dr\u00fccke jedoch.\u00a0Im Vergleich zu anderen Energiequellen ist der thermische Wirkungsgrad von 33% nicht viel.\u00a0Es ist jedoch zu beachten, dass Kernkraftwerke viel komplexer sind als Kraftwerke mit fossilen Brennstoffen und es viel einfacher ist, fossile Brennstoffe zu verbrennen, als Energie aus\u00a0<\/span><a title=\"Kernbrennstoff\" href=\"https:\/\/www.nuclear-power.com\/nuclear-power-plant\/nuclear-fuel\/\"><span>Kernbrennstoffen<\/span><\/a><span>\u00a0zu erzeugen\u00a0.<\/span><\/li>\n<li><span>Unterkritische Kraftwerke mit fossilen Brennstoffen, die unter\u00a0<\/span><strong><span>kritischem Druck<\/span><\/strong><span>\u00a0(dh unter 22,1 MPa) betrieben werden, k\u00f6nnen einen Wirkungsgrad von 36\u201340% erreichen.<\/span><\/li>\n<li><span>Die\u00a0<\/span><a href=\"https:\/\/www.nuclear-power.com\/nuclear-power-plant\/reactor-types\/supercritical-water-reactor-scwr\/\"><strong><span>\u00fcberkritischen Wasserreaktoren<\/span><\/strong><\/a><span>\u00a0gelten\u00a0aufgrund ihres\u00a0<strong>hohen thermischen Wirkungsgrads<\/strong>\u00a0als vielversprechender Fortschritt f\u00fcr\u00a0<\/span><a href=\"https:\/\/www.nuclear-power.com\/nuclear-power-plant\/\"><span>Kernkraftwerke<\/span><\/a><span>\u00a0(~ 45% gegen\u00fcber ~ 33% bei aktuellen LWR).<\/span><\/li>\n<li><span>\u00dcberkritische Kraftwerke mit fossilen Brennstoffen, die mit\u00a0<\/span><strong><span>\u00fcberkritischem Druck<\/span><\/strong><span>\u00a0(dh mehr als 22,1 MPa) betrieben werden, weisen Wirkungsgrade von rund\u00a0<\/span><strong><span>43% auf<\/span><\/strong><span>\u00a0.\u00a0Die effizientesten und auch sehr komplexen Kohlekraftwerke, die bei\u00a0<\/span><strong><span>\u201eextrem kritischen\u201c\u00a0<\/span><\/strong><strong><span>Dr\u00fccken<\/span><\/strong><span>\u00a0(dh etwa 30 MPa) betrieben werden und eine mehrstufige Wiedererw\u00e4rmung verwenden, erreichen einen\u00a0Wirkungsgrad von\u00a0etwa\u00a0<\/span><strong><span>48%<\/span><\/strong><span>\u00a0.<\/span><\/li>\n<li><span>Moderne\u00a0<\/span><strong><span>kombinierte Gasturbinenanlagen<\/span><\/strong><span>\u00a0(CCGT), bei denen der thermodynamische Zyklus aus\u00a0<\/span><strong><span>zwei Kraftwerkszyklen<\/span><\/strong><span>\u00a0besteht\u00a0(z. B. der Brayton-Zyklus und der Rankine-Zyklus), k\u00f6nnen\u00a0im Gegensatz zu einem Dampf mit einem Zyklus\u00a0einen thermischen Wirkungsgrad von etwa\u00a0<\/span><strong><span>55%<\/span><\/strong><span>\u00a0erreichen\u00a0Kraftwerk, das auf Wirkungsgrade von ca. 35-45% begrenzt ist.<\/span><\/li>\n<\/ul>\n<\/div>\n<\/div>\n<div class=\"lgc-column lgc-grid-parent lgc-grid-100 lgc-tablet-grid-100 lgc-mobile-grid-100 lgc-equal-heights  lgc-first lgc-last\">\n<div class=\"inside-grid-column\"><\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n<p>&#8230;&#8230;&#8230;&#8230;&#8230;&#8230;&#8230;&#8230;&#8230;&#8230;&#8230;&#8230;&#8230;&#8230;&#8230;&#8230;&#8230;&#8230;&#8230;&#8230;&#8230;&#8230;&#8230;&#8230;&#8230;&#8230;&#8230;&#8230;&#8230;&#8230;&#8230;&#8230;&#8230;&#8230;&#8230;&#8230;&#8230;&#8230;&#8230;&#8230;&#8230;&#8230;&#8230;&#8230;&#8230;&#8230;&#8230;&#8230;.<\/p>\n<p>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<\/div>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"<p>Im Allgemeinen ist eine W\u00e4rmekraftmaschine ein Ger\u00e4t, das chemische Energie in W\u00e4rme oder W\u00e4rmeenergie und dann in mechanische Energie oder elektrische Energie umwandelt.\u00a0Viele W\u00e4rmekraftmaschinen arbeiten zyklisch.\u00a0W\u00e4rmetechnik W\u00e4rmekraftmaschinen Energiequellen\u00a0haben immer eine sehr wichtige Rolle bei der Entwicklung der menschlichen Gesellschaft gespielt.\u00a0Energie\u00a0wird im Allgemeinen als das\u00a0Potenzial\u00a0definiert,\u00a0zu\u00a0arbeiten\u00a0oder\u00a0W\u00e4rme zu\u00a0erzeugen\u00a0.\u00a0Manchmal ist es wie die \u201eW\u00e4hrung\u201c f\u00fcr die Ausf\u00fchrung von Arbeiten.\u00a0Eine &#8230; <a title=\"Was ist W\u00e4rmekraftmaschine &#8211; Definition\" class=\"read-more\" href=\"https:\/\/www.thermal-engineering.org\/de\/was-ist-warmekraftmaschine-definition\/\" aria-label=\"Mehr dazu unter Was ist W\u00e4rmekraftmaschine &#8211; Definition\">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":"<!-- This site is optimized with the Yoast SEO plugin v15.4 - https:\/\/yoast.com\/wordpress\/plugins\/seo\/ -->\n<title>Was ist W\u00e4rmekraftmaschine - Definition<\/title>\n<meta name=\"description\" content=\"Im Allgemeinen ist eine W\u00e4rmekraftmaschine ein Ger\u00e4t, das chemische Energie in W\u00e4rme oder W\u00e4rmeenergie und dann in mechanische Energie oder elektrische Energie umwandelt. Viele W\u00e4rmekraftmaschinen arbeiten zyklisch. W\u00e4rmetechnik\" \/>\n<meta name=\"robots\" content=\"index, follow, max-snippet:-1, max-image-preview:large, max-video-preview:-1\" \/>\n<link rel=\"canonical\" href=\"https:\/\/www.thermal-engineering.org\/de\/was-ist-warmekraftmaschine-definition\/\" \/>\n<meta property=\"og:locale\" content=\"de_DE\" \/>\n<meta property=\"og:type\" content=\"article\" \/>\n<meta property=\"og:title\" content=\"Was ist W\u00e4rmekraftmaschine - Definition\" \/>\n<meta property=\"og:description\" content=\"Im Allgemeinen ist eine W\u00e4rmekraftmaschine ein Ger\u00e4t, das chemische Energie in W\u00e4rme oder W\u00e4rmeenergie und dann in mechanische Energie oder elektrische Energie umwandelt. Viele W\u00e4rmekraftmaschinen arbeiten zyklisch. W\u00e4rmetechnik\" \/>\n<meta property=\"og:url\" content=\"https:\/\/www.thermal-engineering.org\/de\/was-ist-warmekraftmaschine-definition\/\" \/>\n<meta property=\"og:site_name\" content=\"Thermal Engineering\" \/>\n<meta property=\"article:published_time\" content=\"2019-10-13T23:26:26+00:00\" \/>\n<meta property=\"article:modified_time\" content=\"2020-03-09T18:38:28+00:00\" \/>\n<meta property=\"og:image\" content=\"https:\/\/thermal-engineering.org\/wp-content\/uploads\/2019\/05\/heat-engine-example-300x224.png\" \/>\n<meta name=\"twitter:card\" content=\"summary\" \/>\n<meta name=\"twitter:label1\" content=\"Verfasst von\">\n\t<meta name=\"twitter:data1\" content=\"Nick Connor\">\n\t<meta name=\"twitter:label2\" content=\"Gesch\u00e4tzte Lesezeit\">\n\t<meta name=\"twitter:data2\" content=\"10\u00a0Minuten\">\n<script type=\"application\/ld+json\" class=\"yoast-schema-graph\">{\"@context\":\"https:\/\/schema.org\",\"@graph\":[{\"@type\":\"WebSite\",\"@id\":\"https:\/\/www.thermal-engineering.org\/fr\/#website\",\"url\":\"https:\/\/www.thermal-engineering.org\/fr\/\",\"name\":\"Thermal Engineering\",\"description\":\"\",\"potentialAction\":[{\"@type\":\"SearchAction\",\"target\":\"https:\/\/www.thermal-engineering.org\/fr\/?s={search_term_string}\",\"query-input\":\"required name=search_term_string\"}],\"inLanguage\":\"de\"},{\"@type\":\"ImageObject\",\"@id\":\"https:\/\/www.thermal-engineering.org\/de\/was-ist-warmekraftmaschine-definition\/#primaryimage\",\"inLanguage\":\"de\",\"url\":\"https:\/\/thermal-engineering.org\/wp-content\/uploads\/2019\/05\/heat-engine-example-300x224.png\"},{\"@type\":\"WebPage\",\"@id\":\"https:\/\/www.thermal-engineering.org\/de\/was-ist-warmekraftmaschine-definition\/#webpage\",\"url\":\"https:\/\/www.thermal-engineering.org\/de\/was-ist-warmekraftmaschine-definition\/\",\"name\":\"Was ist W\\u00e4rmekraftmaschine - Definition\",\"isPartOf\":{\"@id\":\"https:\/\/www.thermal-engineering.org\/fr\/#website\"},\"primaryImageOfPage\":{\"@id\":\"https:\/\/www.thermal-engineering.org\/de\/was-ist-warmekraftmaschine-definition\/#primaryimage\"},\"datePublished\":\"2019-10-13T23:26:26+00:00\",\"dateModified\":\"2020-03-09T18:38:28+00:00\",\"author\":{\"@id\":\"https:\/\/www.thermal-engineering.org\/fr\/#\/schema\/person\/e8c544db9afedaec8574d6464f9398bb\"},\"description\":\"Im Allgemeinen ist eine W\\u00e4rmekraftmaschine ein Ger\\u00e4t, das chemische Energie in W\\u00e4rme oder W\\u00e4rmeenergie und dann in mechanische Energie oder elektrische Energie umwandelt. Viele W\\u00e4rmekraftmaschinen arbeiten zyklisch. W\\u00e4rmetechnik\",\"inLanguage\":\"de\",\"potentialAction\":[{\"@type\":\"ReadAction\",\"target\":[\"https:\/\/www.thermal-engineering.org\/de\/was-ist-warmekraftmaschine-definition\/\"]}]},{\"@type\":\"Person\",\"@id\":\"https:\/\/www.thermal-engineering.org\/fr\/#\/schema\/person\/e8c544db9afedaec8574d6464f9398bb\",\"name\":\"Nick Connor\",\"image\":{\"@type\":\"ImageObject\",\"@id\":\"https:\/\/www.thermal-engineering.org\/fr\/#personlogo\",\"inLanguage\":\"de\",\"url\":\"https:\/\/secure.gravatar.com\/avatar\/84c0dec310b44b65da29dc9df6925239?s=96&d=mm&r=g\",\"caption\":\"Nick Connor\"}}]}<\/script>\n<!-- \/ Yoast SEO plugin. -->","_links":{"self":[{"href":"https:\/\/www.thermal-engineering.org\/de\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/43887"}],"collection":[{"href":"https:\/\/www.thermal-engineering.org\/de\/wp-json\/wp\/v2\/posts"}],"about":[{"href":"https:\/\/www.thermal-engineering.org\/de\/wp-json\/wp\/v2\/types\/post"}],"author":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/www.thermal-engineering.org\/de\/wp-json\/wp\/v2\/users\/1"}],"replies":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/www.thermal-engineering.org\/de\/wp-json\/wp\/v2\/comments?post=43887"}],"version-history":[{"count":0,"href":"https:\/\/www.thermal-engineering.org\/de\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/43887\/revisions"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/www.thermal-engineering.org\/de\/wp-json\/wp\/v2\/media?parent=43887"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"https:\/\/www.thermal-engineering.org\/de\/wp-json\/wp\/v2\/categories?post=43887"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"https:\/\/www.thermal-engineering.org\/de\/wp-json\/wp\/v2\/tags?post=43887"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}