Vergleichszahlen für Wärme- und Verbrennungsanlagen

• Funktionsweise:
  • Brennstoffenergie wird chemisch freigesetzt
  • erzeugte Wärme wird in Arbeit umgewandelt
  • häufig offenes System
    • Luft und Brennstoff zuführen
    • Abgas abführen
  • näherungsweise beschrieben als reversibler Kreisprozess des idealen Gases
    • Verbrennung Wärmezufuhr
    • Ausstoß der Abgase und Zufuhr von Gemisch Wärmeabfuhr
    • konstantes Arbeitsmittel Luft
  • Beispiele: Gasturbine, Verbrennungsmotor
• Wirkungsgrade:
  • thermischer Wirkungsgrad η_th
    • η_th = |W_k|/Q_zu
    • gut im TS-Diagramm abzulesen
    • optimaler Wert beim Carnot-Prozess
  • exergetischer Wirkungsgrad ζ
    • gibt an, wie dicht erreichter Wirkungsgrad an Carnot-Wirkungsgrad
• Arbeitsverhältnis r_W:
  • Vergleich der vom Gas an Kolben abgegebenen technischen Arbeit W_t^- < 0 mit der vom Gas durch den Kolben aufgenommenen Arbeit W_t⁺ > 0:

    • rW	= 1 + Wt+/Wt-
      	= (Wt- + Wt+)/Wt-
      	= Wk/Wt-
      	< 1

  • Reibung →
    • |W_t^-| wird kleiner (Verluste im Kolben verringern Nutzen)
    • W_t⁺ wird größer (mehr Energie wird benötigt, um Verluste auszugleichen)
  • daher bei irreversiblen Prozessen:
    • r_W^irr < r_W
    • es steht weniger Nutzarbeit zur Verfügung
  • r_W möglichst groß, sonst bleibt bei Reibung zu wenig Nutzarbeit über