Download als pdf, 2,4 MB - Prof. Dr. Thomas Wilhelm

2.1.7 Kreisprozesse (Carnot-, Dampfkraft- und Gasturbinenprozess)
man den Quotienten entsprechend um, so kann man den Wirkungsgrad nur durch die maximale und
die minimale Temperatur, T max bzw. T min , ausdrücken: 42
η = 1 − T min
T max
Im Folgenden werden nun noch die beiden Prozesse qualitativ vorgestellt, die in Dampfkraftwerken
und Gasturbinenanlagen zur Anwendung kommen. Der Dampfkraft- oder Clausius-Rankine-Prozess
arbeitet mit dem inhomogenen Medium Wasser, das zwischen flüssigem und gasförmigem Zustand
wechselt. Der Prozess setzt sich aus zwei Isobaren und zwei Adiabaten bzw. Isentropen zusammen
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und hat den folgenden Verlauf, der auch in Abbildung 4 nachvollzogen werden kann:
1 → 2: Der Dampf expandiert adiabatisch in der Turbine und gibt die Volumenarbeit W 12 ab.
2 → 3: Danach folgt die isobare Kondensation des Dampfes und damit Wärmeabgabe Q ab .
3 → 4: Das Wasser wird nun in flüssigem Zustand adiabatisch verdichtet. Im Kraftwerk entspricht
dies der Druckerhöhung durch die Speisewasserpumpen.
4 → 1: Dem Wasser wird isobar Wärme Q zu zugeführt, was im Kraftwerk den Schritten Vorwärmung,
Verdampfung, Überhitzung entspricht.
Abbildung 4: Clausius-Rankine-Prozess im p-V-Diagramm
42 Nolting, 2010, S. 174ff
43 Strauß, 2009, 71ff
44 Zahoransky, 2010, S. 29ff
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