{"id":43899,"date":"2019-10-14T01:01:54","date_gmt":"2019-10-14T00:01:54","guid":{"rendered":"https:\/\/www.thermal-engineering.org\/was-ist-ein-warmekraftmaschinentyp-beispiel-fur-eine-warmekraftmaschine-definition\/"},"modified":"2020-03-09T19:42:07","modified_gmt":"2020-03-09T18:42:07","slug":"was-ist-ein-warmekraftmaschinentyp-beispiel-fur-eine-warmekraftmaschine-definition","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/www.thermal-engineering.org\/de\/was-ist-ein-warmekraftmaschinentyp-beispiel-fur-eine-warmekraftmaschine-definition\/","title":{"rendered":"Was ist ein W\u00e4rmekraftmaschinentyp &#8211; Beispiel f\u00fcr eine W\u00e4rmekraftmaschine &#8211; Definition"},"content":{"rendered":"<div class=\"su-quote su-quote-style-default\">\n<div class=\"su-quote-inner su-clearfix\"><span>Es gibt verschiedene Arten von W\u00e4rmekraftmaschinen.\u00a0Dieser Artikel fasst diese Typen zusammen und enth\u00e4lt ein Beispiel f\u00fcr eine W\u00e4rmekraftmaschine.\u00a0Arten von W\u00e4rmekraftmaschinen &#8211; Beispiel einer W\u00e4rmekraftmaschine<\/span><\/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><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\u00a0<\/span><a title=\"Automobil\" href=\"http:\/\/www.likvidace-vozidla-praha.cz\/\"><span>Automobil<\/span><\/a><span>\u00a0verwendeter Motor\u00a0\u00a0, 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\"><\/div>\n<\/div>\n<p>&nbsp;<\/p>\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","protected":false},"excerpt":{"rendered":"<p>Es gibt verschiedene Arten von W\u00e4rmekraftmaschinen.\u00a0Dieser Artikel fasst diese Typen zusammen und enth\u00e4lt ein Beispiel f\u00fcr eine W\u00e4rmekraftmaschine.\u00a0Arten von W\u00e4rmekraftmaschinen &#8211; Beispiel einer W\u00e4rmekraftmaschine Arten von W\u00e4rmekraftmaschinen Im Allgemeinen werden W\u00e4rmekraftmaschinen nach einem Verbrennungsort wie folgt kategorisiert: Verbrennungsmotor.\u00a0Beispielsweise sind Dampfmaschinen externe Verbrennungsmotoren, bei denen das Arbeitsfluid von den Verbrennungsprodukten getrennt ist. Verbrennungsmotor.\u00a0Ein typisches Beispiel f\u00fcr &#8230; <a title=\"Was ist ein W\u00e4rmekraftmaschinentyp &#8211; Beispiel f\u00fcr eine W\u00e4rmekraftmaschine &#8211; Definition\" class=\"read-more\" href=\"https:\/\/www.thermal-engineering.org\/de\/was-ist-ein-warmekraftmaschinentyp-beispiel-fur-eine-warmekraftmaschine-definition\/\" aria-label=\"Mehr dazu unter Was ist ein W\u00e4rmekraftmaschinentyp &#8211; Beispiel f\u00fcr eine 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 ein W\u00e4rmekraftmaschinentyp - Beispiel f\u00fcr eine W\u00e4rmekraftmaschine - Definition<\/title>\n<meta name=\"description\" content=\"Es gibt verschiedene Arten von W\u00e4rmekraftmaschinen. 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