{"id":53610,"date":"2020-03-06T08:31:06","date_gmt":"2020-03-06T07:31:06","guid":{"rendered":"https:\/\/www.thermal-engineering.org\/was-ist-der-thermische-wirkungsgrad-einer-dampfturbine\/"},"modified":"2020-03-06T08:32:47","modified_gmt":"2020-03-06T07:32:47","slug":"was-ist-der-thermische-wirkungsgrad-einer-dampfturbine","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/www.thermal-engineering.org\/de\/was-ist-der-thermische-wirkungsgrad-einer-dampfturbine\/","title":{"rendered":"Was ist der thermische Wirkungsgrad einer Dampfturbine?"},"content":{"rendered":"<div class=\"su-quote su-quote-style-default\">\n<div class=\"su-quote-inner su-clearfix\">Der W\u00e4rmewirkungsgrad der Dampfturbine steigt tendenziell mit zunehmender Durchschnittstemperatur, bei der durch W\u00e4rme\u00fcbertragung Energie zugef\u00fchrt wird. W\u00e4rmewirkungsgrad der Dampfturbine<\/div>\n<\/div>\n<div><\/div>\n<div><\/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>W\u00e4rmewirkungsgrad der Dampfturbine<\/span><\/h2>\n<\/div>\n<\/div>\n<div class=\"lgc-column lgc-grid-parent lgc-grid-50 lgc-tablet-grid-50 lgc-mobile-grid-100 lgc-equal-heights  lgc-first\">\n<div class=\"inside-grid-column\"><span>Im allgemeinen wird\u00a0die\u00a0<a title=\"Thermischen Wirkungsgrad\" href=\"https:\/\/www.thermal-engineering.org\/de\/was-ist-thermischer-wirkungsgrad-definition\/\"><strong>thermischen Wirkungsgrad<\/strong><\/a><a title=\"Thermischen Wirkungsgrad\" href=\"https:\/\/www.thermal-engineering.org\/de\/was-ist-thermischer-wirkungsgrad-definition\/\">\u00a0,\u00a0<\/a><a title=\"Thermischen Wirkungsgrad\" href=\"https:\/\/www.thermal-engineering.org\/de\/was-ist-thermischer-wirkungsgrad-definition\/\"><strong><em>\u03b7\u00a0<\/em><\/strong><\/a><a title=\"Thermischen Wirkungsgrad\" href=\"https:\/\/www.thermal-engineering.org\/de\/was-ist-thermischer-wirkungsgrad-definition\/\"><strong><em><sub>th<\/sub><\/em><\/strong><\/a>\u00a0, ein W\u00e4rmekraftmaschine ist als das Verh\u00e4ltnis der definierten\u00a0<a href=\"https:\/\/www.thermal-engineering.org\/de\/was-ist-arbeit-in-der-thermodynamik-definition\/\">Arbeits<\/a>\u00a0es tut,\u00a0<strong>W<\/strong>\u00a0, an den\u00a0<a href=\"https:\/\/www.thermal-engineering.org\/de\/was-ist-warme-in-der-physik-warme-definition\/\">W\u00e4rmeeingang<\/a>\u00a0bei der hohen Temperatur, Q\u00a0<sub>H<\/sub>\u00a0.<\/span><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><\/strong><strong><sub><span>H<\/span><\/sub><\/strong><span>\u00a0, die konvertiert wird ,\u00a0<\/span><strong><span>zu arbeiten<\/span><\/strong><span>\u00a0.\u00a0Da Energie nach dem\u00a0<\/span><a 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><\/a><span>\u00a0und 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><\/strong><strong><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-full wp-image-16944 lazy-loaded\" src=\"https:\/\/thermal-engineering.org\/wp-content\/uploads\/2019\/05\/thermal-efficiency-formula-2.png\" alt=\"Formel f\u00fcr den thermischen Wirkungsgrad - 2\" width=\"352\" height=\"83\" data-lazy-type=\"image\" data-src=\"https:\/\/thermal-engineering.org\/wp-content\/uploads\/2019\/05\/thermal-efficiency-formula-2.png\" \/><\/a><\/p>\n<p><span>Dies ist eine sehr n\u00fctzliche Formel, aber hier dr\u00fccken wir den thermischen Wirkungsgrad unter Verwendung des ersten Gesetzes in Bezug auf die\u00a0<\/span><a title=\"Was ist Enthalpie?\" href=\"https:\/\/www.nuclear-power.com\/nuclear-engineering\/thermodynamics\/what-is-energy-physics\/what-is-enthalpy\/\"><span>Enthalpie aus<\/span><\/a><span>\u00a0.<\/span><\/p>\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 (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<\/div>\n<\/div>\n<div class=\"lgc-column lgc-grid-parent lgc-grid-50 lgc-tablet-grid-50 lgc-mobile-grid-100 lgc-equal-heights  lgc-last\">\n<div class=\"inside-grid-column\">\n<div class=\"su-youtube su-responsive-media-yes\"><iframe class=\"lazy-loaded\" src=\"https:\/\/www.youtube.com\/embed\/SPg7hOxFItI?\" width=\"340\" height=\"200\" frameborder=\"0\" allowfullscreen=\"allowfullscreen\" data-lazy-type=\"iframe\" data-src=\"https:\/\/www.youtube.com\/embed\/SPg7hOxFItI?\"><\/iframe><\/div>\n<figure id=\"attachment_17781\" class=\"wp-caption aligncenter\" aria-describedby=\"caption-attachment-17781\"><a href=\"https:\/\/thermal-engineering.org\/wp-content\/uploads\/2019\/05\/Rankine-Cycle-Ts-diagram.png\"><img loading=\"lazy\" class=\"size-full wp-image-17781 lazy-loaded\" src=\"https:\/\/thermal-engineering.org\/wp-content\/uploads\/2019\/05\/Rankine-Cycle-Ts-diagram.png\" alt=\"Rankine-Zyklus - Ts-Diagramm\" width=\"649\" height=\"598\" data-lazy-type=\"image\" data-src=\"https:\/\/thermal-engineering.org\/wp-content\/uploads\/2019\/05\/Rankine-Cycle-Ts-diagram.png\" \/><\/a><figcaption id=\"caption-attachment-17781\" class=\"wp-caption-text\"><span>Rankine-Zyklus &#8211; Ts-Diagramm<\/span><\/figcaption><\/figure>\n<figure id=\"attachment_17846\" class=\"wp-caption aligncenter\" aria-describedby=\"caption-attachment-17846\"><a href=\"https:\/\/thermal-engineering.org\/wp-content\/uploads\/2019\/05\/Steam-Turbine-scheme-min.png\"><img loading=\"lazy\" class=\"size-large wp-image-17846 lazy-loaded\" src=\"https:\/\/thermal-engineering.org\/wp-content\/uploads\/2019\/05\/Steam-Turbine-scheme-min-1024x529.png\" alt=\"Dampfturbine mit einem typischen PWR von 3000 MWth\" width=\"669\" height=\"346\" data-lazy-type=\"image\" data-src=\"https:\/\/thermal-engineering.org\/wp-content\/uploads\/2019\/05\/Steam-Turbine-scheme-min-1024x529.png\" \/><\/a><figcaption id=\"caption-attachment-17846\" class=\"wp-caption-text\"><span>Schema einer Dampfturbine mit einem typischen PWR von 3000 MWth.<\/span><\/figcaption><\/figure>\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\"><span>In diesem Fall bilden Dampferzeuger, Dampfturbinen, Kondensatoren und Speisewasserpumpen eine W\u00e4rmekraftmaschine, die den durch den\u00a0<a title=\"Second Law of Thermodynamics\" href=\"https:\/\/www.thermal-engineering.org\/de\/was-ist-der-zweite-hauptsatz-der-thermodynamik-definition\/\"><strong>zweiten Hauptsatz der Thermodynamik<\/strong><\/a>\u00a0auferlegten Effizienzbeschr\u00e4nkungen unterliegt\u00a0.\u00a0Im Idealfall (keine Reibung, reversible Prozesse, perfektes Design) h\u00e4tte diese W\u00e4rmekraftmaschine einen\u00a0<a title=\"Carnot Efficiency \u2013 Efficiency of Carnot Heat Engine\" href=\"https:\/\/www.nuclear-power.com\/nuclear-engineering\/thermodynamics\/laws-of-thermodynamics\/second-law-of-thermodynamics\/carnot-efficiency-efficiency-of-carnot-heat-engine\/\">Carnot-Wirkungsgrad<\/a>\u00a0von<\/span><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>Um den\u00a0<\/span><strong><span>thermischen Wirkungsgrad<\/span><\/strong><span>\u00a0des einfachsten\u00a0<\/span><strong><span>Rankine-Zyklus<\/span><\/strong><span>\u00a0(ohne Wiedererw\u00e4rmung)\u00a0zu berechnen, verwenden\u00a0Ingenieure den\u00a0<\/span><a title=\"Erstes Gesetz in Bezug auf die Enthalpie dH = dQ + Vdp\" href=\"https:\/\/www.nuclear-power.com\/nuclear-engineering\/thermodynamics\/laws-of-thermodynamics\/first-law-of-thermodynamics\/first-law-in-terms-of-enthalpy-dh-dq-vdp\/\"><strong><span>ersten Hauptsatz der Thermodynamik eher in Bezug auf die Enthalpie<\/span><\/strong><\/a><span>\u00a0als in Bezug auf die innere Energie.<\/span><\/p>\n<p><span>Das erste Gesetz in Bezug auf die Enthalpie lautet:<\/span><\/p>\n<p><em><strong><span>dH = dQ + Vdp<\/span><\/strong><\/em><\/p>\n<p><span>In dieser Gleichung ist der Begriff\u00a0<\/span><strong><em><span>Vdp<\/span><\/em><\/strong><span>\u00a0eine\u00a0<\/span><strong><span>Flussprozessarbeit.\u00a0<\/span><\/strong><span>Diese Arbeit, \u00a0\u00a0<\/span><strong><em><span>Vdp<\/span><\/em><\/strong><span>\u00a0, wird f\u00fcr\u00a0<\/span><strong><span>Open-Flow-Systeme<\/span><\/strong><span>\u00a0wie eine\u00a0<\/span><strong><span>Turbine<\/span><\/strong><span>\u00a0oder eine\u00a0<\/span><strong><span>Pumpe verwendet,<\/span><\/strong><span>\u00a0bei denen ein\u00a0<\/span><strong><span>\u201edp\u201c vorliegt<\/span><\/strong><span>\u00a0, dh eine Druck\u00e4nderung.\u00a0Es gibt keine \u00c4nderungen in der\u00a0<\/span><a href=\"https:\/\/www.nuclear-power.com\/nuclear-engineering\/fluid-dynamics\/control-volume-control-volume-analysis\/\"><span>Lautst\u00e4rke<\/span><\/a><span>\u00a0.\u00a0Wie zu sehen ist,\u00a0<\/span><strong><span>vereinfacht<\/span><\/strong><span>\u00a0diese Form des Gesetzes\u00a0<strong>die Beschreibung der Energie\u00fcbertragung<\/strong>\u00a0.\u00a0<\/span><strong><span>Bei konstantem Druck entspricht<\/span><\/strong><span>\u00a0die\u00a0<\/span><strong><span>Enthalpie\u00e4nderung<\/span><\/strong><span>\u00a0der\u00a0<\/span><strong><span>Energie<\/span><\/strong><span>\u00a0, die durch Erhitzen aus der Umgebung \u00fcbertragen wird:<\/span><\/p>\n<p><strong><span>Isobarer Prozess (Vdp = 0):<\/span><\/strong><\/p>\n<p><strong><span>dH = dQ \u2192 Q = H\u00a0<\/span><\/strong><strong><sub><span>2<\/span><\/sub><\/strong><strong><span>\u00a0&#8211; H\u00a0<\/span><\/strong><strong><sub><span>1<\/span><\/sub><\/strong><\/p>\n<p><strong><span>Bei konstanter Entropie<\/span><\/strong><span>\u00a0, dh im isentropischen Prozess, entspricht die\u00a0<\/span><strong><span>Enthalpie\u00e4nderung<\/span><\/strong><span>\u00a0der\u00a0am oder vom System durchgef\u00fchrten\u00a0<\/span><strong><span>Flussprozessarbeit<\/span><\/strong><span>\u00a0:<\/span><\/p>\n<p><strong><span>Isentropischer Prozess (dQ = 0):<\/span><\/strong><\/p>\n<p><strong><span>dH = Vdp \u2192 W = H\u00a0<\/span><\/strong><strong><sub><span>2<\/span><\/sub><\/strong><strong><span>\u00a0&#8211; H\u00a0<\/span><\/strong><strong><sub><span>1<\/span><\/sub><\/strong><\/p>\n<p><span>Es ist offensichtlich, dass es bei der Analyse sowohl der in der Energietechnik verwendeten thermodynamischen Kreisprozessen, dh des Brayton-Zyklus als auch des Rankine-Zyklus, sehr n\u00fctzlich sein wird.<\/span><\/p>\n<p><span>Die\u00a0<\/span><strong><span>Enthalpie<\/span><\/strong><span>\u00a0kann\u00a0durch Teilen durch die\u00a0<a href=\"https:\/\/www.nuclear-power.com\/nuclear-engineering\/thermodynamics\/thermodynamic-properties\/what-is-mass-and-weight\/what-is-mass\/\">Masse<\/a>\u00a0zu einer\u00a0<\/span><strong><span>intensiven<\/span><\/strong><span>\u00a0oder\u00a0<\/span><strong><span>spezifischen<\/span><\/strong><span>\u00a0Variablen gemacht werden\u00a0.\u00a0<strong>Ingenieure verwenden die\u00a0<\/strong><strong>spezifische Enthalpie<\/strong>\u00a0in der thermodynamischen Analyse mehr als die Enthalpie selbst.\u00a0Es ist in den\u00a0<a title=\"Dampftabellen - Spezifische Eigenschaften von Wasser und Dampf\" href=\"https:\/\/www.nuclear-power.com\/nuclear-engineering\/thermodynamics\/steam-tables\/\"><strong>Dampftabellen<\/strong><\/a>\u00a0zusammen mit dem\u00a0<a title=\"Was ist das spezifische Volumen?\" href=\"https:\/\/www.nuclear-power.com\/nuclear-engineering\/thermodynamics\/thermodynamic-properties\/what-is-specific-volume\/\">spezifischen Volumen<\/a>\u00a0und der\u00a0<a title=\"Spezifische innere Energie\" href=\"https:\/\/www.nuclear-power.com\/nuclear-engineering\/thermodynamics\/what-is-energy-physics\/internal-energy-thermal-energy\/specific-internal-energy\/\">spezifischen inneren Energie aufgef\u00fchrt<\/a>\u00a0.\u00a0Der thermische Wirkungsgrad eines solchen einfachen Rankine-Zyklus und in Bezug auf spezifische Enthalpien w\u00e4re:<\/span><\/p>\n<p><a href=\"https:\/\/thermal-engineering.org\/wp-content\/uploads\/2019\/05\/thermal-efficiency-rankine-cycle-equation.png\"><img loading=\"lazy\" class=\"aligncenter size-full wp-image-16962 lazy-loaded\" src=\"https:\/\/thermal-engineering.org\/wp-content\/uploads\/2019\/05\/thermal-efficiency-rankine-cycle-equation.png\" alt=\"thermischer Wirkungsgrad des Rankine-Zyklus\" width=\"535\" height=\"68\" data-lazy-type=\"image\" data-src=\"https:\/\/thermal-engineering.org\/wp-content\/uploads\/2019\/05\/thermal-efficiency-rankine-cycle-equation.png\" \/><\/a><\/p>\n<p><span>Es ist eine sehr einfache Gleichung und zur Bestimmung des thermischen Wirkungsgrads k\u00f6nnen Sie Daten aus\u00a0<\/span><strong><span>Dampftabellen verwenden<\/span><\/strong><span>\u00a0.<\/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=\"wp-image-16961 lazy-loaded\" src=\"https:\/\/thermal-engineering.org\/wp-content\/uploads\/2019\/05\/thermal-efficiency-engines-turbines-min.png\" alt=\"Takaishi, Tatsuo;  Numata, Akira;  Nakano, Ryouji;  Sakaguchi, Katsuhiko (M\u00e4rz 2008).\" width=\"452\" height=\"334\" data-lazy-type=\"image\" data-src=\"https:\/\/thermal-engineering.org\/wp-content\/uploads\/2019\/05\/thermal-efficiency-engines-turbines-min.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><strong><span>W\u00e4rmewirkungsgrad der Dampfturbine<\/span><\/strong><\/p>\n<p><span>In modernen Kernkraftwerken betr\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.\u00a0Der Grund liegt in der relativ niedrigen Dampftemperatur (\u00a0<\/span><strong><span>6 MPa<\/span><\/strong><span>\u00a0; 275,6 \u00b0 C).\u00a0H\u00f6here Wirkungsgrade k\u00f6nnen durch Erh\u00f6hen der\u00a0<\/span><strong><span>Temperatur erreicht werden<\/span><\/strong><span>des Dampfes.\u00a0Dies erfordert jedoch einen Druckanstieg in Kesseln oder Dampferzeugern.\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 Kernbrennstoffen zu erzeugen.\u00a0Unterkritische Kraftwerke mit fossilen Brennstoffen, die unter\u00a0<\/span><a title=\"Kritischer Wasserdruck\" href=\"https:\/\/www.nuclear-power.com\/nuclear-engineering\/thermodynamics\/thermodynamic-properties\/what-is-pressure-physics\/critical-pressure-of-water\/\"><strong><span>kritischem Druck<\/span><\/strong>\u00a0<\/a><span>(dh unter 22,1 MPa) betrieben werden, k\u00f6nnen einen Wirkungsgrad von 36\u201340% erreichen.<\/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 arbeitet.\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>Verbesserung der thermischen Effizienz &#8211; Dampfturbine<\/span><\/h2>\n<p><span>Es gibt verschiedene Methoden, wie der thermische Wirkungsgrad des Rankine-Zyklus verbessert werden kann.\u00a0Unter der Annahme, dass die maximale Temperatur durch den Druck im Reaktordruckbeh\u00e4lter begrenzt ist, sind diese Methoden:<\/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-accordion\">\n<div class=\"su-spoiler su-spoiler-style-default su-spoiler-icon-plus su-spoiler-closed\">\n<ul>\n<li class=\"su-spoiler-title\" tabindex=\"0\" role=\"button\"><span>Kessel- und Kondensatordruck<\/span><\/li>\n<li class=\"su-spoiler-title\" tabindex=\"0\" role=\"button\">\u00dcberhitzen und Aufheizen<\/li>\n<li class=\"su-spoiler-title\" tabindex=\"0\" role=\"button\"><a href=\"https:\/\/thermal-engineering.org\/wp-content\/uploads\/2019\/05\/Rankine-cycle-reheat-superheat.png\"><span style=\"color: #333333;\">W\u00e4rmeregeneration<\/span><\/a><\/li>\n<li class=\"su-spoiler-title\" tabindex=\"0\" role=\"button\">\u00dcberkritischer Rankine-Zyklus<\/li>\n<\/ul>\n<\/div>\n<div class=\"su-spoiler su-spoiler-style-default su-spoiler-icon-plus su-spoiler-closed\">\n<div class=\"su-spoiler-content su-clearfix\"><\/div>\n<\/div>\n<div class=\"su-spoiler su-spoiler-style-default su-spoiler-icon-plus su-spoiler-closed\">\n<div class=\"su-spoiler-content su-clearfix\"><\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n<div class=\"lgc-column lgc-grid-parent lgc-grid-60 lgc-tablet-grid-60 lgc-mobile-grid-100 lgc-equal-heights  lgc-first\">\n<div class=\"inside-grid-column\">\n<h2><span>Isentrope Effizienz &#8211; Turbine, Pumpe<\/span><\/h2>\n<p><span>In den vorhergehenden Kapiteln haben wir angenommen, dass die Dampfexpansion isentrop ist, und deshalb haben wir T\u00a0<\/span><sub><span>4<\/span><\/sub><span>\u00a0\u00a0als Austrittstemperatur des Gases verwendet.\u00a0Diese Annahmen gelten nur f\u00fcr ideale Kreisprozessen.<\/span><\/p>\n<p><span>Die meisten Steady-Flow-Ger\u00e4te (Turbinen, Kompressoren, D\u00fcsen) arbeiten unter adiabatischen Bedingungen, sind jedoch nicht wirklich isentrop, sondern f\u00fcr Berechnungszwecke eher als isentrop idealisiert.\u00a0Wir definieren Parameter\u00a0<\/span><strong><em><span>\u03b7\u00a0<\/span><\/em><\/strong><strong><em><sub><span>T<\/span><\/sub><\/em><\/strong><strong><em><span>\u00a0,\u00a0<\/span><\/em><\/strong>\u00a0<strong><em><span>\u03b7\u00a0<\/span><\/em><\/strong><strong><em><sub><span>P<\/span><\/sub><\/em><\/strong><strong><em><span>\u00a0, \u03b7\u00a0<\/span><\/em><\/strong><strong><em><sub><span>N<\/span><\/sub><\/em><\/strong><strong><em><span>\u00a0,<\/span><\/em><\/strong><span>\u00a0als Verh\u00e4ltnis der eigentlichen Arbeit durch die\u00a0Vorrichtung zu arbeiten ,\u00a0indem Ger\u00e4t durchgef\u00fchrt ,\u00a0wenn sie\u00a0unter Bedingungen isentroper (im Fall von Turbinen) betrieben.\u00a0Dieses Verh\u00e4ltnis ist als\u00a0<\/span><a title=\"Isentropische Effizienz - Turbine \/ Kompressor \/ D\u00fcse\" href=\"https:\/\/www.nuclear-power.com\/nuclear-engineering\/thermodynamics\/thermodynamic-processes\/isentropic-process\/isentropic-efficiency-turbinecompressornozzle\/\"><strong><span>Effizienz<\/span><\/strong><\/a><span>\u00a0der\u00a0<a title=\"Isentropische Effizienz - Turbine \/ Kompressor \/ D\u00fcse\" href=\"https:\/\/www.nuclear-power.com\/nuclear-engineering\/thermodynamics\/thermodynamic-processes\/isentropic-process\/isentropic-efficiency-turbinecompressornozzle\/\"><strong>isentropischen Turbine \/ Pumpe \/ D\u00fcse bekannt<\/strong><\/a>\u00a0.\u00a0Diese 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><strong><em><span>\u03b7\u00a0<\/span><\/em><\/strong><strong><em><sub><span>T<\/span><\/sub><\/em><\/strong><span>\u00a0typischerweise 0,7 bis 0,9 (70\u201390%).<\/span><\/p>\n<p><span>Siehe auch:\u00a0<\/span><a title=\"Isentropischer Prozess\" href=\"https:\/\/www.thermal-engineering.org\/de\/was-ist-isentropischer-prozess-definition\/\"><span>Isentropischer Prozess<\/span><\/a><\/p>\n<p><a href=\"https:\/\/thermal-engineering.org\/wp-content\/uploads\/2019\/05\/Isentropic-Efficiency-turbine-pump.png\"><img loading=\"lazy\" class=\"aligncenter size-full wp-image-17790 lazy-loaded\" src=\"https:\/\/thermal-engineering.org\/wp-content\/uploads\/2019\/05\/Isentropic-Efficiency-turbine-pump.png\" alt=\"Isentropischer Wirkungsgrad - Turbine - Pumpe\" width=\"567\" height=\"365\" data-lazy-type=\"image\" data-src=\"https:\/\/thermal-engineering.org\/wp-content\/uploads\/2019\/05\/Isentropic-Efficiency-turbine-pump.png\" \/><\/a><\/p>\n<\/div>\n<\/div>\n<div class=\"lgc-column lgc-grid-parent lgc-grid-40 lgc-tablet-grid-40 lgc-mobile-grid-100 lgc-equal-heights  lgc-last\">\n<div class=\"inside-grid-column\"><a href=\"https:\/\/thermal-engineering.org\/wp-content\/uploads\/2019\/05\/Isentropic-vs.-adiabatic-compression.png\"><img loading=\"lazy\" class=\"aligncenter size-medium wp-image-17268 lazy-loaded\" src=\"https:\/\/thermal-engineering.org\/wp-content\/uploads\/2019\/05\/Isentropic-vs.-adiabatic-compression-274x300.png\" alt=\"Isentropische vs. adiabatische Kompression\" width=\"274\" height=\"300\" data-lazy-type=\"image\" data-src=\"https:\/\/thermal-engineering.org\/wp-content\/uploads\/2019\/05\/Isentropic-vs.-adiabatic-compression-274x300.png\" \/><\/a><\/p>\n<figure id=\"attachment_17267\" class=\"wp-caption aligncenter\" aria-describedby=\"caption-attachment-17267\"><a href=\"https:\/\/thermal-engineering.org\/wp-content\/uploads\/2019\/05\/Isentropic-vs.-adiabatic-expansion.png\"><img loading=\"lazy\" class=\"size-medium wp-image-17267 lazy-loaded\" src=\"https:\/\/thermal-engineering.org\/wp-content\/uploads\/2019\/05\/Isentropic-vs.-adiabatic-expansion-276x300.png\" alt=\"Isentropische vs. adiabatische Expansion\" width=\"276\" height=\"300\" data-lazy-type=\"image\" data-src=\"https:\/\/thermal-engineering.org\/wp-content\/uploads\/2019\/05\/Isentropic-vs.-adiabatic-expansion-276x300.png\" \/><\/a><figcaption id=\"caption-attachment-17267\" class=\"wp-caption-text\"><span>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<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>Dampfturbine &#8211; Problem mit der L\u00f6sung<\/span><\/h2>\n<p><a href=\"https:\/\/thermal-engineering.org\/wp-content\/uploads\/2019\/05\/Rankine-Cycle-scheme.png\"><img loading=\"lazy\" class=\"alignright size-full wp-image-17771 lazy-loaded\" src=\"https:\/\/thermal-engineering.org\/wp-content\/uploads\/2019\/05\/Rankine-Cycle-scheme.png\" alt=\"Rankine-Zyklus\" width=\"300\" height=\"450\" data-lazy-type=\"image\" data-src=\"https:\/\/thermal-engineering.org\/wp-content\/uploads\/2019\/05\/Rankine-Cycle-scheme.png\" \/><\/a><span>Nehmen wir den\u00a0<\/span><strong><span>Rankine-Zyklus an<\/span><\/strong><span>\u00a0, der einer der h\u00e4ufigsten\u00a0<\/span><strong><span>thermodynamischen Kreisprozessen<\/span><\/strong><span>\u00a0in W\u00e4rmekraftwerken ist.\u00a0In diesem Fall wird ein einfacher Zyklus ohne Wiedererw\u00e4rmung und ohne Kondensationsdampfturbine mit\u00a0<\/span><a title=\"Trockener Dampf\" href=\"https:\/\/www.nuclear-power.com\/nuclear-engineering\/materials-nuclear-engineering\/properties-steam-what-is-steam\/dry-steam\/\"><span>Sattdampf<\/span><\/a><span>\u00a0\u00a0(Trockendampf) angenommen.\u00a0In diesem Fall arbeitet die Turbine im station\u00e4ren Zustand mit Einlassbedingungen von 6 MPa, t = 275,6 \u00b0 C, x = 1 (Punkt 3).\u00a0Dampf verl\u00e4sst diese Turbinenstufe mit einem Druck von 0,008 MPa, 41,5 \u00b0 C und x = ???\u00a0(Punkt 4).<\/span><\/p>\n<p><span>Berechnung:<\/span><\/p>\n<ol>\n<li><span>die Dampfqualit\u00e4t des Auslassdampfes<\/span><\/li>\n<li><span>die Enthalpiedifferenz zwischen diesen beiden Zust\u00e4nden (3 \u2192 4), die der Arbeit des Dampfes W\u00a0<\/span><sub><span>T entspricht<\/span><\/sub><span>\u00a0.<\/span><\/li>\n<li><span>die Enthalpie &#8211;\u00a0Differenz zwischen diesen beiden Zust\u00e4nden (1 \u2192 2), das entspricht die Arbeit von Pumpen erfolgen, W\u00a0<\/span><sub><span>P<\/span><\/sub><span>\u00a0.<\/span><\/li>\n<li><span>die Enthalpiedifferenz zwischen diesen beiden Zust\u00e4nden (2 \u2192 3), die der im Dampferzeuger zugef\u00fchrten Nettow\u00e4rme entspricht<\/span><\/li>\n<li><span>den thermodynamischen Wirkungsgrad dieses Zyklus und vergleichen Sie diesen Wert mit dem Wirkungsgrad des Carnot<\/span><\/li>\n<\/ol>\n<p><span>1)<\/span><\/p>\n<p><span>Da wir die genaue Dampfqualit\u00e4t des Auslassdampfes nicht kennen, m\u00fcssen wir diesen Parameter bestimmen.\u00a0Der Zustand 4 wird durch den Druck\u00a0<\/span><strong><span>p\u00a0<\/span><sub><span>4<\/span><\/sub><span>\u00a0= 0,008 MPa<\/span><\/strong><span>\u00a0und die Tatsache festgelegt, dass die\u00a0<\/span><a title=\"Spezifische Entropie\" href=\"https:\/\/www.nuclear-power.com\/nuclear-engineering\/thermodynamics\/what-is-energy-physics\/what-is-entropy\/specific-entropy\/\"><span>spezifische Entropie<\/span><\/a><span>\u00a0f\u00fcr die isentrope Expansion konstant ist (s\u00a0<\/span><sub><span>3<\/span><\/sub><span>\u00a0= s\u00a0<\/span><sub><span>4<\/span><\/sub><span>\u00a0= 5,89\u00a0<\/span><em><span>kJ \/ kgK f\u00fcr 6 MPa<\/span><\/em><span>\u00a0).\u00a0Die spezifische Entropie von ges\u00e4ttigtem fl\u00fcssigem Wasser (x = 0) und trockenem Dampf (x = 1) kann aus\u00a0<\/span><a title=\"Dampftabellen - Spezifische Eigenschaften von Wasser und Dampf\" href=\"https:\/\/www.nuclear-power.com\/nuclear-engineering\/thermodynamics\/steam-tables\/\"><span>Dampftabellen entnommen werden<\/span><\/a><span>\u00a0.\u00a0Bei feuchtem Dampf kann die tats\u00e4chliche Entropie mit der Dampfqualit\u00e4t\u00a0<\/span><em><span>x<\/span><\/em><span>\u00a0und den spezifischen Entropien von ges\u00e4ttigtem fl\u00fcssigem Wasser und trockenem Dampf berechnet werden:<\/span><\/p>\n<p><em><span>s\u00a0<\/span><\/em><em><sub><span>4<\/span><\/sub><\/em><em><span>\u00a0= s\u00a0<\/span><\/em><em><sub><span>v<\/span><\/sub><\/em><em><span>\u00a0x + (1 &#8211; x) s\u00a0<\/span><\/em><em><sub><span>l<\/span><\/sub><\/em><em>\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0<\/em><\/p>\n<p><em><span>wo<\/span><\/em><\/p>\n<p><em><span>s\u00a0<\/span><\/em><em><sub><span>4<\/span><\/sub><\/em><em><span>\u00a0= Entropie des feuchten Dampfes (J \/ kg K) =<\/span><\/em><span>\u00a05,89\u00a0<\/span><em><span>kJ \/ kgK<\/span><\/em><\/p>\n<p><em><span>s\u00a0<\/span><\/em><em><sub><span>v<\/span><\/sub><\/em><em><span>\u00a0= Entropie von &#8220;trockenem&#8221; Dampf (J \/ kg K) = 8,227 kJ \/ kg K (f\u00fcr 0,008 MPa)<\/span><\/em><\/p>\n<p><em><span>s\u00a0<\/span><\/em><em><sub><span>l<\/span><\/sub><\/em><em><span>\u00a0= Entropie von ges\u00e4ttigtem fl\u00fcssigem Wasser (J \/ kg K) = 0,592 kJ \/ kg K (f\u00fcr 0,008 MPa)<\/span><\/em><\/p>\n<p><span>Aus dieser Gleichung ergibt sich folgende Dampfqualit\u00e4t:<\/span><\/p>\n<p><span>x\u00a0<\/span><sub><span>4<\/span><\/sub><span>\u00a0= (\u00a0<\/span><em><span>s\u00a0<\/span><\/em><em><sub><span>4<\/span><\/sub><\/em><em><span>\u00a0&#8211; s\u00a0<\/span><\/em><em><sub><span>l<\/span><\/sub><\/em><span>\u00a0) \/ (\u00a0<\/span><em><span>s\u00a0<\/span><\/em><em><sub><span>v<\/span><\/sub><\/em><em><span>\u00a0&#8211; s\u00a0<\/span><\/em><em><sub><span>l<\/span><\/sub><\/em><span>\u00a0) = (5,89 &#8211; 0,592) \/ (8,227 &#8211; 0,592) = 0,694 = 69,4%<\/span><\/p>\n<p><span>2)<\/span><\/p>\n<p><span>Die Enthalpie f\u00fcr den Zustand 3 kann direkt aus den Dampftabellen entnommen werden, w\u00e4hrend die Enthalpie f\u00fcr den Zustand 4 anhand der Dampfqualit\u00e4t berechnet werden muss:<\/span><\/p>\n<p><em><span>h\u00a0<\/span><\/em><em><sub><span>3, v<\/span><\/sub><\/em><em><span>\u00a0=<\/span><\/em><span>\u00a02785 kJ \/ kg<\/span><\/p>\n<p><em><span>h\u00a0<\/span><\/em><em><sub><span>4, nass<\/span><\/sub><\/em><em><span>\u00a0= h\u00a0<\/span><\/em><em><sub><span>4, v<\/span><\/sub><\/em><em><span>\u00a0x + (1 &#8211; x) h\u00a0<\/span><\/em><em><sub><span>4, l<\/span><\/sub><\/em><span>\u00a0\u00a0= 2576.\u00a00,694 + (1 &#8211; 0,694).\u00a0174 = 1787 + 53,2 = 1840 kJ \/ kg<\/span><\/p>\n<p><span>Dann wird\u00a0die Arbeit durch den Dampf gemacht, W\u00a0<\/span><sub><span>T,<\/span><\/sub><span>\u00a0ist<\/span><\/p>\n<p><strong><span>W\u00a0<\/span><\/strong><strong><sub><span>T<\/span><\/sub><\/strong><span>\u00a0= \u0394h =\u00a0<\/span><strong><span>945 kJ \/ kg<\/span><\/strong><\/p>\n<p><strong><span>3)<\/span><\/strong><\/p>\n<p><span>Die Enthalpie f\u00fcr Zustand 1 kann direkt aus den Dampftabellen entnommen werden:<\/span><\/p>\n<p><em><span>h\u00a0<\/span><\/em><em><sub><span>1, l<\/span><\/sub><\/em><em><span>\u00a0=<\/span><\/em><span>\u00a0174 kJ \/ kg<\/span><\/p>\n<p><span>Der Zustand 2 wird durch den Druck p\u00a0<\/span><sub><span>2<\/span><\/sub><span>\u00a0= 6,0 MPa und die Tatsache festgelegt, dass die spezifische Entropie f\u00fcr die isentrope Kompression konstant ist (s\u00a0<\/span><sub><span>1<\/span><\/sub><span>\u00a0= s\u00a0<\/span><sub><span>2<\/span><\/sub><span>\u00a0= 0,592\u00a0<\/span><em><span>kJ \/ kgK f\u00fcr 0,008 MPa<\/span><\/em><span>\u00a0).\u00a0F\u00fcr diese Entropie s\u00a0<\/span><sub><span>2<\/span><\/sub><span>\u00a0=\u00a0<\/span><strong><span>0,592\u00a0<\/span><em><span>kJ \/ kgK<\/span><\/em><\/strong><span>\u00a0und p\u00a0<\/span><sub><span>2<\/span><\/sub><span>\u00a0= 6,0 MPa finden wir\u00a0<\/span><strong><em><span>h\u00a0<\/span><\/em><\/strong><strong><em><sub><span>2, unterk\u00fchlt<\/span><\/sub><\/em><\/strong><span>\u00a0in\u00a0<strong><em>Dampftabellen f\u00fcr Druckwasser<\/em><\/strong>\u00a0(unter Verwendung der Interpolation zwischen zwei Zust\u00e4nden).<\/span><\/p>\n<p><strong><em><span>h\u00a0<\/span><\/em><\/strong><strong><em><sub><span>2, unterk\u00fchlt<\/span><\/sub><\/em><\/strong><strong><em><span>\u00a0=<\/span><\/em><\/strong><strong><span>\u00a0179,7 kJ \/ kg<\/span><\/strong><\/p>\n<p><span>Dann erfolgt die Arbeit der Pumpen, W\u00a0<\/span><sub><span>P,<\/span><\/sub><span>\u00a0ist<\/span><\/p>\n<p><strong><span>W\u00a0<\/span><\/strong><strong><sub><span>P<\/span><\/sub><\/strong><span>\u00a0= \u0394h =\u00a0<\/span><strong><span>5,7 kJ \/ kg<\/span><\/strong><\/p>\n<p><span>4)<\/span><\/p>\n<p><span>Die Enthalpiedifferenz zwischen (2 \u2192 3), die der im Dampferzeuger zugef\u00fchrten Nettow\u00e4rme entspricht, betr\u00e4gt einfach:<\/span><\/p>\n<p><strong><em><span>Q\u00a0<\/span><\/em><\/strong><strong><em><sub><span>add<\/span><\/sub><\/em><\/strong><em><span>\u00a0= h\u00a0<\/span><\/em><em><sub><span>3, v<\/span><\/sub><\/em><em><span>\u00a0\u00a0&#8211; h\u00a0<\/span><\/em><em><sub><span>2, unterk\u00fchlt<\/span><\/sub><\/em><em><span>\u00a0= 2785 &#8211; 179,7 = \u00a0\u00a0<\/span><strong><span>2605,3 kJ \/ kg<\/span><\/strong><\/em><\/p>\n<p><span>Beachten Sie, dass in diesem Zyklus keine W\u00e4rmer\u00fcckgewinnung stattfindet.\u00a0Andererseits ist der gr\u00f6\u00dfte Teil der zugef\u00fchrten W\u00e4rme f\u00fcr die Verdampfungsenthalpie (dh f\u00fcr den Phasenwechsel) bestimmt.<\/span><\/p>\n<p><span>5)<\/span><\/p>\n<p><span>In diesem Fall bilden Dampferzeuger, Dampfturbinen, Kondensatoren und Speisewasserpumpen eine W\u00e4rmekraftmaschine, die den durch den\u00a0<a href=\"https:\/\/www.thermal-engineering.org\/de\/was-ist-der-zweite-hauptsatz-der-thermodynamik-definition\/\"><strong>zweiten Hauptsatz der Thermodynamik<\/strong><\/a>\u00a0auferlegten Effizienzbeschr\u00e4nkungen unterliegt\u00a0.\u00a0Im Idealfall (keine Reibung, reversible Prozesse, perfektes Design) h\u00e4tte diese W\u00e4rmekraftmaschine einen\u00a0<a href=\"https:\/\/www.nuclear-power.com\/nuclear-engineering\/thermodynamics\/laws-of-thermodynamics\/second-law-of-thermodynamics\/carnot-efficiency-efficiency-of-carnot-heat-engine\/\">Carnot-Wirkungsgrad<\/a>\u00a0von<\/span><\/p>\n<p><strong><em><span>\u03b7\u00a0<\/span><\/em><\/strong><strong><em><sub><span>Carnot<\/span><\/sub><\/em><\/strong><span>\u00a0= 1 &#8211; T<\/span><sub><span>\u00a0kalt<\/span><\/sub><span>\u00a0\/ T<\/span><sub><span>\u00a0hei\u00df<\/span><\/sub><span>\u00a0= 1 &#8211; 315\/549 =<\/span><strong><span>\u00a042,6%<\/span><\/strong><\/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).<\/span><\/p>\n<p><span>Der thermodynamische Wirkungsgrad dieses Zyklus kann nach folgender Formel berechnet werden:<\/span><\/p>\n<p><a href=\"https:\/\/thermal-engineering.org\/wp-content\/uploads\/2019\/05\/Rankine-cycle-example-thermal-efficiency.png\"><img loading=\"lazy\" class=\"aligncenter size-full wp-image-17792 lazy-loaded\" src=\"https:\/\/thermal-engineering.org\/wp-content\/uploads\/2019\/05\/Rankine-cycle-example-thermal-efficiency.png\" alt=\"Rankine-Zyklus - Beispiel - thermischer Wirkungsgrad\" width=\"159\" height=\"76\" data-lazy-type=\"image\" data-src=\"https:\/\/thermal-engineering.org\/wp-content\/uploads\/2019\/05\/Rankine-cycle-example-thermal-efficiency.png\" \/><\/a><\/p>\n<p><span>somit ist<\/span><br \/>\n<strong><em><span>\u03b7\u00a0<\/span><\/em><\/strong><strong><em><sub><span>th<\/span><\/sub><\/em><\/strong><span>\u00a0= (945 &#8211; 5,7) \/ 2605,3 = 0,361 =\u00a0<\/span><strong><span>36,1%<\/span><\/strong><\/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<\/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>Der W\u00e4rmewirkungsgrad der Dampfturbine steigt tendenziell mit zunehmender Durchschnittstemperatur, bei der durch W\u00e4rme\u00fcbertragung Energie zugef\u00fchrt wird. W\u00e4rmewirkungsgrad der Dampfturbine W\u00e4rmewirkungsgrad der Dampfturbine Im allgemeinen wird\u00a0die\u00a0thermischen Wirkungsgrad\u00a0,\u00a0\u03b7\u00a0th\u00a0, ein W\u00e4rmekraftmaschine ist als das Verh\u00e4ltnis der definierten\u00a0Arbeits\u00a0es tut,\u00a0W\u00a0, an den\u00a0W\u00e4rmeeingang\u00a0bei der hohen Temperatur, Q\u00a0H\u00a0. Der\u00a0thermische Wirkungsgrad\u00a0,\u00a0\u03b7\u00a0th\u00a0, stellt den Anteil an\u00a0W\u00e4rme\u00a0,\u00a0Q\u00a0H\u00a0, die konvertiert wird ,\u00a0zu arbeiten\u00a0.\u00a0Da Energie nach dem\u00a0ersten &#8230; <a title=\"Was ist der thermische Wirkungsgrad einer Dampfturbine?\" class=\"read-more\" href=\"https:\/\/www.thermal-engineering.org\/de\/was-ist-der-thermische-wirkungsgrad-einer-dampfturbine\/\" aria-label=\"Mehr dazu unter Was ist der thermische Wirkungsgrad einer Dampfturbine?\">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 der thermische Wirkungsgrad einer Dampfturbine?<\/title>\n<meta name=\"description\" content=\"Der W\u00e4rmewirkungsgrad der Dampfturbine steigt tendenziell mit zunehmender Durchschnittstemperatur, bei der durch W\u00e4rme\u00fcbertragung Energie zugef\u00fchrt wird. W\u00e4rmewirkungsgrad der Dampfturbine\" \/>\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-der-thermische-wirkungsgrad-einer-dampfturbine\/\" \/>\n<meta property=\"og:locale\" content=\"de_DE\" \/>\n<meta property=\"og:type\" content=\"article\" \/>\n<meta property=\"og:title\" content=\"Was ist der thermische Wirkungsgrad einer Dampfturbine?\" \/>\n<meta property=\"og:description\" content=\"Der W\u00e4rmewirkungsgrad der Dampfturbine steigt tendenziell mit zunehmender Durchschnittstemperatur, bei der durch W\u00e4rme\u00fcbertragung Energie zugef\u00fchrt wird. W\u00e4rmewirkungsgrad der Dampfturbine\" \/>\n<meta property=\"og:url\" content=\"https:\/\/www.thermal-engineering.org\/de\/was-ist-der-thermische-wirkungsgrad-einer-dampfturbine\/\" \/>\n<meta property=\"og:site_name\" content=\"Thermal Engineering\" \/>\n<meta property=\"article:published_time\" content=\"2020-03-06T07:31:06+00:00\" \/>\n<meta property=\"article:modified_time\" content=\"2020-03-06T07:32:47+00:00\" \/>\n<meta property=\"og:image\" content=\"https:\/\/thermal-engineering.org\/wp-content\/uploads\/2019\/05\/thermal-efficiency-formula-1.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=\"8\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-der-thermische-wirkungsgrad-einer-dampfturbine\/#primaryimage\",\"inLanguage\":\"de\",\"url\":\"https:\/\/thermal-engineering.org\/wp-content\/uploads\/2019\/05\/thermal-efficiency-formula-1.png\"},{\"@type\":\"WebPage\",\"@id\":\"https:\/\/www.thermal-engineering.org\/de\/was-ist-der-thermische-wirkungsgrad-einer-dampfturbine\/#webpage\",\"url\":\"https:\/\/www.thermal-engineering.org\/de\/was-ist-der-thermische-wirkungsgrad-einer-dampfturbine\/\",\"name\":\"Was ist der thermische Wirkungsgrad einer Dampfturbine?\",\"isPartOf\":{\"@id\":\"https:\/\/www.thermal-engineering.org\/fr\/#website\"},\"primaryImageOfPage\":{\"@id\":\"https:\/\/www.thermal-engineering.org\/de\/was-ist-der-thermische-wirkungsgrad-einer-dampfturbine\/#primaryimage\"},\"datePublished\":\"2020-03-06T07:31:06+00:00\",\"dateModified\":\"2020-03-06T07:32:47+00:00\",\"author\":{\"@id\":\"https:\/\/www.thermal-engineering.org\/fr\/#\/schema\/person\/e8c544db9afedaec8574d6464f9398bb\"},\"description\":\"Der W\\u00e4rmewirkungsgrad der Dampfturbine steigt tendenziell mit zunehmender Durchschnittstemperatur, bei der durch W\\u00e4rme\\u00fcbertragung Energie zugef\\u00fchrt wird. W\\u00e4rmewirkungsgrad der Dampfturbine\",\"inLanguage\":\"de\",\"potentialAction\":[{\"@type\":\"ReadAction\",\"target\":[\"https:\/\/www.thermal-engineering.org\/de\/was-ist-der-thermische-wirkungsgrad-einer-dampfturbine\/\"]}]},{\"@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\/53610"}],"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=53610"}],"version-history":[{"count":0,"href":"https:\/\/www.thermal-engineering.org\/de\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/53610\/revisions"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/www.thermal-engineering.org\/de\/wp-json\/wp\/v2\/media?parent=53610"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"https:\/\/www.thermal-engineering.org\/de\/wp-json\/wp\/v2\/categories?post=53610"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"https:\/\/www.thermal-engineering.org\/de\/wp-json\/wp\/v2\/tags?post=53610"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}