Wärmekraftmaschine - Versionsgeschichte

Admin: /* Wirkungsgrad */

2008-06-15T07:48:51Z

Wirkungsgrad

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	:<math>\eta_{TD}=\frac{P}{I_{W1}}</math>		:<math>\eta_{TD}=\frac{P}{I_{W1}}</math>

	Dieses Verhältnis hängt bei einer idealen, [[reversibel]] arbeitenden WKM (keine [[Entropieproduktion]]) nur noch von der Eingangs- und der Ausgangstemperatur ab		Dieses Verhältnis, auch Carnot-Wirkungsgrad genannt, hängt bei einer idealen, [[reversibel]] arbeitenden WKM (keine [[Entropieproduktion]]) nur noch von der Eingangs- und der Ausgangstemperatur ab

	:<math>\~~eta~~=\frac{P}{I_{W1}}=\frac{(T_1-T_2)I_S}{T_1 I_S}=\frac{T_1-T_2}{T_1}</math>		:<math>\eta_C=\frac{P}{I_{W1}}=\frac{(T_1-T_2)I_S}{T_1 I_S}=\frac{T_1-T_2}{T_1}</math>

			Ein Wirkungsgrad, der die Qualität der Wärmekraftmaschine beurteilen soll und somit alle Werte zwischen Null und eins annehmen kann, vergleicht den thermodynamischen Wirkungsgrad mit dem maximal möglichen, dem Carnot-Wirkungsgrad

			:<math>\eta=\frac{\eta_{TD}}{\eta_C}</math>

	==Verluste==		==Verluste==

Admin am 15. Juni 2008 um 07:46 Uhr

2008-06-15T07:46:06Z

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	[[Bild:WKM_Prozess2.png\|thumb\|Prozess-Schema einer WKM]]		[[Bild:WKM_Prozess2.png\|thumb\|Prozess-Schema einer WKM]]
	Eine Wärmekraftmaschine (WKM) ist eine Maschine (Leistungswandler), die mit Wärme betrieben wird. Die Wirkweise einer WKM ist erstmals von [[Carnot-Zyklus\|Sadi Carnot]] erklärt worden. Carnots Idee, dass in einer WKM [[Wärme\|Wärmestoff]] ~~temperaturmässig~~ ~~hinunterfällt~~ und dabei '''treibende Kraft''' freisetzt, beschreibt exakt die Wirkweise einer idealen WKM. Nur sagt man heute [[Entropie]] statt Wärmestoff und [[Energie]] statt treibende Kraft: eine WKM überträgt die vom [[Entropiestrom]] freigesetzte [[Prozessleistung]] auf einen [[Impulsstrom]] ([[Kraft]]) oder einen [[Drehimpulsstrom]] ([[Drehmoment]]). Das Prozessschema zeigt, wie der thermisch hinunter fallende Entropiestrom eine Prozessleistung frei setzt, mit der ein Drehimpulsstrom getrieben wird. Der dem Drehimpuls zugeordnete Energiestrom heisst auch Leistung des Drehmoments.		Eine Wärmekraftmaschine (WKM) ist eine Maschine (Leistungswandler), die mit [[Wärme]] ([[Entropie]]) betrieben wird. Die Wirkweise einer WKM ist erstmals von [[Carnot-Zyklus\|Sadi Carnot]] erklärt worden. Carnots Idee, dass in einer WKM [[Wärme\|Wärmestoff]] über eine Temperaturdifferenz fällt und dabei '''treibende Kraft''' freisetzt, beschreibt exakt die Wirkweise einer idealen WKM. Nur sagt man heute [[Entropie]] statt Wärmestoff und [[Energie]] statt treibende Kraft: eine WKM überträgt die vom [[Entropiestrom]] freigesetzte [[Prozessleistung]] auf einen [[Impulsstrom]] ([[Kraft]]) oder einen [[Drehimpulsstrom]] ([[Drehmoment]]). Das Prozessschema zeigt, wie der thermisch hinunter fallende Entropiestrom eine Prozessleistung frei setzt, mit der ein Drehimpulsstrom getrieben wird. Der dem Drehimpuls zugeordnete Energiestrom heisst auch Leistung des Drehmoments.

	Man unterscheidet zwischen getakteten WKM ([[Dampfmaschine]], [[Ottomotor]], [[Dieselmotor]], [[Stirlingmotor]]) und kontinuierlich arbeitenden WKM ([[Gasturbine]], [[Dampfturbine]], Gas-Dampf-Turbine).		Man unterscheidet zwischen getakteten WKM ([[Dampfmaschine]], [[Ottomotor]], [[Dieselmotor]], [[Stirlingmotor]]) und kontinuierlich arbeitenden WKM ([[Gasturbine]], [[Dampfturbine]], Gas-Dampf-Turbine).

Admin: /* Wirkweise */

2008-06-15T07:39:01Z

Wirkweise

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	==Wirkweise==		==Wirkweise==
	[[Bild:WKM_Prozess.png\|thumb\|thermischer Prozess in einer WKM]]		[[Bild:WKM_Prozess.png\|thumb\|thermischer Prozess in einer WKM]]
	Die Wirkweise einer WKM lässt sich am besten anhand eines geschlossenen Systems (Stirlingmotor, Sekundärkreis eines Druckwasserreaktors) erklären. Bei einem solchen System tritt die Wärme (Entropie und mittransportierte Energie) über einen ersten Wärmetauscher ein und über einen zweiten wieder aus. Der bei hoher Temperatur eintretende Entropiestrom setzt einen Teil der [[zugeordneter Energiestrom\|mitgeführten Energie]] als [[Prozessleistung]] innerhalb der WKM frei. ~~Bei einer idealen WKM (keine [[Entropieproduktion]]) hängt das Verhältnis zwischen der in der WKM freigesetzten und der zugeführten Energie nur noch von der Eingangs- und der Ausgangstemperatur ab~~		Die Wirkweise einer WKM lässt sich am besten anhand eines geschlossenen Systems (Stirlingmotor, Sekundärkreis eines Druckwasserreaktors) erklären. Bei einem solchen System tritt die Wärme (Entropie und mittransportierte Energie) über einen ersten Wärmetauscher ein und über einen zweiten wieder aus. Der bei hoher Temperatur eintretende Entropiestrom setzt einen Teil der [[zugeordneter Energiestrom\|mitgeführten Energie]] als [[Prozessleistung]] innerhalb der WKM frei.

⚫	:<math>\eta=\frac{P}{I_{W1}}=\frac{(T_1-T_2)I_S}{T_1 I_S}=\frac{T_1-T_2}{T_1}</math>

	Bei offenen Systemen mit interner Entropieproduktion ([[Ottomotor]], [[Dieselmotor]], [[Gasturbine]]) oder mit Entropiezufuhr ([[Dampfmaschine]], [[Dampfturbine]]) setzt das Arbeitsmedium (Verbrennungsgase, Dampf) Energie frei, indem es sich ausdehnt und abkühlt. Dabei geht manifeste Entropie in latente über. Bei geschlossenem Systemen wird die Entropie über einen Wärmetauscher vom heissen System aufgenommen und ans kalte abgegeben. Dazwischen findet ebenfalls eine isentrope Expansion statt, bei dem manifeste Entropie in latente übergeführt wird. Nur muss das Arbeitsmedium nach der Entropieabgabe wieder in den heissen Zustand übergeführt werden.		Bei offenen Systemen mit interner Entropieproduktion ([[Ottomotor]], [[Dieselmotor]], [[Gasturbine]]) oder mit Entropiezufuhr ([[Dampfmaschine]], [[Dampfturbine]]) setzt das Arbeitsmedium (Verbrennungsgase, Dampf) Energie frei, indem es sich ausdehnt und abkühlt. Dabei geht manifeste Entropie in latente über. Bei geschlossenem Systemen wird die Entropie über einen Wärmetauscher vom heissen System aufgenommen und ans kalte abgegeben. Dazwischen findet ebenfalls eine isentrope Expansion statt, bei dem manifeste Entropie in latente übergeführt wird. Nur muss das Arbeitsmedium nach der Entropieabgabe wieder in den heissen Zustand übergeführt werden.

			==Wirkungsgrad==
			Der thermodynamische [[Wirkungsgrad]] vergleicht die vom Entropiestrom frei gesetzte Energie mit dem thermisch zugeführten Energiestrom

			:<math>\eta_{TD}=\frac{P}{I_{W1}}</math>

			Dieses Verhältnis hängt bei einer idealen, [[reversibel]] arbeitenden WKM (keine [[Entropieproduktion]]) nur noch von der Eingangs- und der Ausgangstemperatur ab

		⚫	:<math>\eta=\frac{P}{I_{W1}}=\frac{(T_1-T_2)I_S}{T_1 I_S}=\frac{T_1-T_2}{T_1}</math>

	==Verluste==		==Verluste==

Admin am 28. Dezember 2007 um 07:36 Uhr

2007-12-28T07:36:36Z

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	[[Bild:WKM_Prozess2.png\|thumb\|Prozess-Schema einer WKM]]		[[Bild:WKM_Prozess2.png\|thumb\|Prozess-Schema einer WKM]]
	Eine Wärmekraftmaschine (WKM) ist ~~ein~~ ~~Motor~~, ~~der~~ mit Wärme betrieben wird. Die Wirkweise einer WKM ist erstmals von [[Carnot-Zyklus\|Sadi Carnot]] erklärt worden. Carnots Idee, dass in einer WKM [[Wärme\|Wärmestoff]] temperaturmässig hinunterfällt und dabei '''treibende Kraft''' freisetzt, beschreibt exakt die Wirkweise einer idealen WKM. Nur sagt man heute [[Entropie]] statt Wärmestoff und [[Energie]] statt treibende Kraft: eine WKM überträgt die vom [[Entropiestrom]] freigesetzte [[Prozessleistung]] auf einen [[Impulsstrom]] ([[Kraft]]) oder einen [[Drehimpulsstrom]] ([[Drehmoment]]). Das Prozessschema zeigt, wie der thermisch hinunter fallende Entropiestrom eine Prozessleistung frei setzt, mit der ein Drehimpulsstrom getrieben wird. Der dem Drehimpuls zugeordnete Energiestrom heisst auch Leistung des ~~Drehmomentes~~.		Eine Wärmekraftmaschine (WKM) ist eine Maschine (Leistungswandler), die mit Wärme betrieben wird. Die Wirkweise einer WKM ist erstmals von [[Carnot-Zyklus\|Sadi Carnot]] erklärt worden. Carnots Idee, dass in einer WKM [[Wärme\|Wärmestoff]] temperaturmässig hinunterfällt und dabei '''treibende Kraft''' freisetzt, beschreibt exakt die Wirkweise einer idealen WKM. Nur sagt man heute [[Entropie]] statt Wärmestoff und [[Energie]] statt treibende Kraft: eine WKM überträgt die vom [[Entropiestrom]] freigesetzte [[Prozessleistung]] auf einen [[Impulsstrom]] ([[Kraft]]) oder einen [[Drehimpulsstrom]] ([[Drehmoment]]). Das Prozessschema zeigt, wie der thermisch hinunter fallende Entropiestrom eine Prozessleistung frei setzt, mit der ein Drehimpulsstrom getrieben wird. Der dem Drehimpuls zugeordnete Energiestrom heisst auch Leistung des Drehmoments.

	Man unterscheidet zwischen getakteten WKM (Dampfmaschine, Ottomotor, Dieselmotor, Stirlingmotor) und kontinuierlich arbeitenden WKM (Gasturbine, Dampfturbine, Gas-Dampf-Turbine).		Man unterscheidet zwischen getakteten WKM ([[Dampfmaschine]], [[Ottomotor]], [[Dieselmotor]], [[Stirlingmotor]]) und kontinuierlich arbeitenden WKM ([[Gasturbine]], [[Dampfturbine]], Gas-Dampf-Turbine).

	==Wirkweise==		==Wirkweise==
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	Die Wirkweise einer WKM lässt sich am besten anhand eines geschlossenen Systems (Stirlingmotor, Sekundärkreis eines Druckwasserreaktors) erklären. Bei einem solchen System tritt die Wärme (Entropie und mittransportierte Energie) über einen ersten Wärmetauscher ein und über einen zweiten wieder aus. Der bei hoher Temperatur eintretende Entropiestrom setzt einen Teil der [[zugeordneter Energiestrom\|mitgeführten Energie]] als [[Prozessleistung]] innerhalb der WKM frei. Bei einer idealen WKM (keine [[Entropieproduktion]]) hängt das Verhältnis zwischen der in der WKM freigesetzten und der zugeführten Energie nur noch von der Eingangs- und der Ausgangstemperatur ab		Die Wirkweise einer WKM lässt sich am besten anhand eines geschlossenen Systems (Stirlingmotor, Sekundärkreis eines Druckwasserreaktors) erklären. Bei einem solchen System tritt die Wärme (Entropie und mittransportierte Energie) über einen ersten Wärmetauscher ein und über einen zweiten wieder aus. Der bei hoher Temperatur eintretende Entropiestrom setzt einen Teil der [[zugeordneter Energiestrom\|mitgeführten Energie]] als [[Prozessleistung]] innerhalb der WKM frei. Bei einer idealen WKM (keine [[Entropieproduktion]]) hängt das Verhältnis zwischen der in der WKM freigesetzten und der zugeführten Energie nur noch von der Eingangs- und der Ausgangstemperatur ab

	<math>\eta = \frac {P}{I_{W1}} = \frac {(T_1 - T_2)I_S}{T_1 I_S} = \frac {T_1 - T_2}{T_1}</math>		:<math>\eta=\frac{P}{I_{W1}}=\frac{(T_1-T_2)I_S}{T_1 I_S}=\frac{T_1-T_2}{T_1}</math>

	Bei offenen Systemen mit interner ~~chemischen Reaktion~~ (Ottomotor, Dieselmotor, Gasturbine) oder ~~ohne~~ (~~Dampfmaschinen~~, ~~Dampfturbinen~~) setzt das Arbeitsmedium (Verbrennungsgase, Dampf) Energie frei, indem es sich ausdehnt und abkühlt. ~~Dieser~~ ~~Vorgang~~, bei dem ~~aktuelle~~ Entropie in latente ~~übergeht,~~ ~~ist~~ ~~auch~~ ~~Teil~~ ~~des~~ in ~~einem~~ ~~geschlossenem~~ ~~Sytem~~ ~~ablaufenden~~ ~~Zyklus~~.		Bei offenen Systemen mit interner Entropieproduktion ([[Ottomotor]], [[Dieselmotor]], [[Gasturbine]]) oder mit Entropiezufuhr ([[Dampfmaschine]], [[Dampfturbine]]) setzt das Arbeitsmedium (Verbrennungsgase, Dampf) Energie frei, indem es sich ausdehnt und abkühlt. Dabei geht manifeste Entropie in latente über. Bei geschlossenem Systemen wird die Entropie über einen Wärmetauscher vom heissen System aufgenommen und ans kalte abgegeben. Dazwischen findet ebenfalls eine isentrope Expansion statt, bei dem manifeste Entropie in latente übergeführt wird. Nur muss das Arbeitsmedium nach der Entropieabgabe wieder in den heissen Zustand übergeführt werden.

	==Verluste==		==Verluste==
	Energie ~~wird~~ unter keinen Umständen erzeugt oder vernichtet. ~~Deshalb~~ ~~kann sie~~ auch nicht verloren ~~gehen~~. Statt Energieverlust sollte man Entropieproduktion sagen. Wird in einem Prozess Entropie produziert, bindet die neu entstandene Entropie ~~einen Teil der~~ im Prozess freigesetzten Energie an sich. Die von der neu entstandenen Entropie gebundene Energie nennt man [[Dissipation\|dissipiert]]. Zwischen dissipierter Leistung und der Entropieproduktionsrate ('''Π<sub>S</sub>''') besteht der folgende Zusammenhang		Energie kann unter keinen Umständen erzeugt oder vernichtet werden. Sie geht auch nicht verloren. Statt Energieverlust sollte man Entropieproduktion sagen. Wird in einem Prozess Entropie produziert, bindet die neu entstandene Entropie die im Prozess freigesetzten Energie an sich. Die von der neu entstandenen Entropie gebundene Energie nennt man [[Dissipation\|dissipiert]]. Zwischen dissipierter Leistung und der Entropieproduktionsrate ('''Π<sub>S</sub>''') besteht der folgende Zusammenhang

	<math>\Pi_S = \frac {P_{diss}}{T}</math>		:<math>\Pi_S=\frac{P_{diss}}{T}</math>

	Die "verlorene Energie" bleibt an der Entropie haften und kann nur freigesetzt werden, falls die Entropie erneut thermisch hinunterfällt. Um die dissipierte Energie vollständig freizusetzen, müsste die produzierte Entropie an ein Wärmebad, dessen Temperatur Null Kelvin beträgt~~, abgeführt werden~~.		Die "verlorene Energie" bleibt an der Entropie haften und kann nur freigesetzt werden, falls die Entropie erneut thermisch hinunterfällt. Um die dissipierte Energie vollständig freizusetzen, müsste die produzierte Entropie an ein System ([[Wärmebad]])abgeführt werden, dessen Temperatur Null Kelvin beträgt.

	Ersetzt man eine Wärmekraftmaschine, die zwischen einem heissen und einem kalten Wärmebad arbeitet, durch eine reine Wärmeleitung, wird die ganze Prozessleistung dissipiert. Der wegfliessende Energiestrom ist dann gleich dem zufliessenden		Ersetzt man eine Wärmekraftmaschine, die zwischen einem heissen und einem kalten Wärmebad arbeitet, durch eine reine [[Wärmeleitung]], wird die ganze [[Prozessleistung]] dissipiert. Der wegfliessende Energiestrom ist dann gleich dem zufliessenden

	<math>I_{W2} = I_{S2} T_2 = (I_{S1} + \Pi_S) T_2 = (I_{S1} + \frac {(T_1 - T_2) I_{S1}}{T_2}) T_2 = T_1 I_{S1} = I_{W1}</math>		:<math>I_{W2}=I_{S2} T_2=(I_{S1}+\Pi_S) T_2=(I_{S1}+\frac{(T_1-T_2)I_{S1}}{T_2})T_2=T_1 I_{S1}=I_{W1}</math>

	Entropie wird bei einer WKM in den Wärmetauschern und durch ~~Überströmung~~ produziert. Um diese Entropieproduktion zu minimalisieren und damit die frei verfügbare Prozessleistung zu optimieren, müssen die Wärmetauscher möglichst gross gemacht und die Druckdifferenzen beim freien Überströmen des Mediums möglichst klein gehalten werden.		Entropie wird bei einer WKM in den Wärmetauschern durch Wärmmeleitung und intern durch Überströmen produziert. Um diese Entropieproduktion zu minimalisieren und damit die frei verfügbare Prozessleistung zu optimieren, müssen die Wärmetauscher möglichst gross gemacht und die Druckdifferenzen beim freien Überströmen des Mediums möglichst klein gehalten werden.

	[[Kategorie:Thermo]]		[[Kategorie:Thermo]]

Markus Steiner: /* Verluste */

2007-06-20T15:36:06Z

Verluste

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	==Verluste==		==Verluste==
	Energie wird unter keinen Umständen erzeugt oder vernichtet. Deshalb kann sie auch nicht verloren gehen. Statt Energieverlust sollte man Entropieproduktion sagen. Wird in einem Prozess Entropie produziert, bindet die neu ~~entstandenen~~ Entropie einen Teil der im Prozess freigesetzten Energie an sich. Die von der neu entstandenen Entropie gebundene Energie nennt man [[Dissipation\|dissipiert]]. Zwischen dissipierter Leistung und der Entropieproduktionsrate ('''Π<sub>S</sub>''') besteht der folgende Zusammenhang		Energie wird unter keinen Umständen erzeugt oder vernichtet. Deshalb kann sie auch nicht verloren gehen. Statt Energieverlust sollte man Entropieproduktion sagen. Wird in einem Prozess Entropie produziert, bindet die neu entstandene Entropie einen Teil der im Prozess freigesetzten Energie an sich. Die von der neu entstandenen Entropie gebundene Energie nennt man [[Dissipation\|dissipiert]]. Zwischen dissipierter Leistung und der Entropieproduktionsrate ('''Π<sub>S</sub>''') besteht der folgende Zusammenhang

	<math>\Pi_S = \frac {P_{diss}}{T}</math>		<math>\Pi_S = \frac {P_{diss}}{T}</math>

Admin am 22. Januar 2007 um 10:13 Uhr

2007-01-22T10:13:25Z

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	[[Bild:WKM_Prozess2.png\|thumb\|Prozess-Schema einer WKM]]		[[Bild:WKM_Prozess2.png\|thumb\|Prozess-Schema einer WKM]]
	Eine Wärmekraftmaschine (WKM) ist ein Motor, der mit Wärme betrieben wird. Die Wirkweise einer WKM ist erstmals von [[Carnot-Zyklus\|Sadi Carnot]] erklärt worden. Carnots Idee, dass in einer WKM [[Wärme\|Wärmestoff]] temperaturmässig hinunterfällt und dabei '''treibende Kraft''' freisetzt, beschreibt exakt die Wirkweise einer idealen WKM. Nur sagt man heute [[Entropie]] statt Wärmestoff und [[Energie]] statt treibende Kraft: eine WKM überträgt die vom [[Entropiestrom]] freigesetzte [[Prozessleistung]] auf einen [[Impulsstrom]] ([[Kraft]]) oder einen [[Drehimpulsstrom]] ([[Drehmoment]]). ~~Man~~ ~~unterscheidet~~ ~~zwischen~~ ~~getakteten~~ ~~WKM~~ ~~(Dampfmaschine,~~ ~~Ottomotor,~~ ~~Dieselmotor,~~ ~~Stirlingmotor)~~ ~~und~~ ~~kontinuierlich~~ ~~arbeitenden~~ ~~WKM (Gasturbine~~, ~~Dampfturbine,~~ ~~Gas-Dampf-Turbine)~~.		Eine Wärmekraftmaschine (WKM) ist ein Motor, der mit Wärme betrieben wird. Die Wirkweise einer WKM ist erstmals von [[Carnot-Zyklus\|Sadi Carnot]] erklärt worden. Carnots Idee, dass in einer WKM [[Wärme\|Wärmestoff]] temperaturmässig hinunterfällt und dabei '''treibende Kraft''' freisetzt, beschreibt exakt die Wirkweise einer idealen WKM. Nur sagt man heute [[Entropie]] statt Wärmestoff und [[Energie]] statt treibende Kraft: eine WKM überträgt die vom [[Entropiestrom]] freigesetzte [[Prozessleistung]] auf einen [[Impulsstrom]] ([[Kraft]]) oder einen [[Drehimpulsstrom]] ([[Drehmoment]]). Das Prozessschema zeigt, wie der thermisch hinunter fallende Entropiestrom eine Prozessleistung frei setzt, mit der ein Drehimpulsstrom getrieben wird. Der dem Drehimpuls zugeordnete Energiestrom heisst auch Leistung des Drehmomentes.

			Man unterscheidet zwischen getakteten WKM (Dampfmaschine, Ottomotor, Dieselmotor, Stirlingmotor) und kontinuierlich arbeitenden WKM (Gasturbine, Dampfturbine, Gas-Dampf-Turbine).

	==Wirkweise==		==Wirkweise==

Admin am 22. Januar 2007 um 09:50 Uhr

2007-01-22T09:50:52Z

← Nächstältere Version		Version vom 22. Januar 2007, 09:50 Uhr
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	[[Bild:~~WKM_Prozess~~.png\|thumb\|Prozess-Schema einer WKM]]		[[Bild:WKM_Prozess2.png\|thumb\|Prozess-Schema einer WKM]]
	Eine Wärmekraftmaschine (WKM) ist ein Motor, der mit Wärme betrieben wird. Die Wirkweise einer WKM ist erstmals von [[Carnot-Zyklus\|Sadi Carnot]] erklärt worden. Carnots Idee, dass in einer WKM [[Wärme\|Wärmestoff]] temperaturmässig hinunterfällt und dabei '''treibende Kraft''' freisetzt, beschreibt exakt die Wirkweise einer idealen WKM. Nur sagt man heute [[Entropie]] statt Wärmestoff und [[Energie]] statt treibende Kraft: eine WKM überträgt die vom [[Entropiestrom]] freigesetzte [[Prozessleistung]] auf einen [[Impulsstrom]] ([[Kraft]]) oder einen [[Drehimpulsstrom]] ([[Drehmoment]]). Man unterscheidet zwischen getakteten WKM (Dampfmaschine, Ottomotor, Dieselmotor, Stirlingmotor) und kontinuierlich arbeitenden WKM (Gasturbine, Dampfturbine, Gas-Dampf-Turbine).		Eine Wärmekraftmaschine (WKM) ist ein Motor, der mit Wärme betrieben wird. Die Wirkweise einer WKM ist erstmals von [[Carnot-Zyklus\|Sadi Carnot]] erklärt worden. Carnots Idee, dass in einer WKM [[Wärme\|Wärmestoff]] temperaturmässig hinunterfällt und dabei '''treibende Kraft''' freisetzt, beschreibt exakt die Wirkweise einer idealen WKM. Nur sagt man heute [[Entropie]] statt Wärmestoff und [[Energie]] statt treibende Kraft: eine WKM überträgt die vom [[Entropiestrom]] freigesetzte [[Prozessleistung]] auf einen [[Impulsstrom]] ([[Kraft]]) oder einen [[Drehimpulsstrom]] ([[Drehmoment]]). Man unterscheidet zwischen getakteten WKM (Dampfmaschine, Ottomotor, Dieselmotor, Stirlingmotor) und kontinuierlich arbeitenden WKM (Gasturbine, Dampfturbine, Gas-Dampf-Turbine).

	==Wirkweise==		==Wirkweise==
			[[Bild:WKM_Prozess.png\|thumb\|thermischer Prozess in einer WKM]]
	Die Wirkweise einer WKM lässt sich am besten anhand eines geschlossenen Systems (Stirlingmotor, Sekundärkreis eines Druckwasserreaktors) erklären. Bei einem solchen System tritt die Wärme (Entropie und mittransportierte Energie) über einen ersten Wärmetauscher ein und über einen zweiten wieder aus. Der bei hoher Temperatur eintretende Entropiestrom setzt einen Teil der [[zugeordneter Energiestrom\|mitgeführten Energie]] als [[Prozessleistung]] innerhalb der WKM frei. Bei einer idealen WKM (keine [[Entropieproduktion]]) hängt das Verhältnis zwischen der in der WKM freigesetzten und der zugeführten Energie nur noch von der Eingangs- und der Ausgangstemperatur ab		Die Wirkweise einer WKM lässt sich am besten anhand eines geschlossenen Systems (Stirlingmotor, Sekundärkreis eines Druckwasserreaktors) erklären. Bei einem solchen System tritt die Wärme (Entropie und mittransportierte Energie) über einen ersten Wärmetauscher ein und über einen zweiten wieder aus. Der bei hoher Temperatur eintretende Entropiestrom setzt einen Teil der [[zugeordneter Energiestrom\|mitgeführten Energie]] als [[Prozessleistung]] innerhalb der WKM frei. Bei einer idealen WKM (keine [[Entropieproduktion]]) hängt das Verhältnis zwischen der in der WKM freigesetzten und der zugeführten Energie nur noch von der Eingangs- und der Ausgangstemperatur ab

Admin am 22. Januar 2007 um 09:47 Uhr

2007-01-22T09:47:56Z

← Nächstältere Version		Version vom 22. Januar 2007, 09:47 Uhr
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			[[Bild:WKM_Prozess.png\|thumb\|Prozess-Schema einer WKM]]
	Eine Wärmekraftmaschine (WKM) ist ein Motor, der mit Wärme betrieben wird. Die Wirkweise einer WKM ist erstmals von [[Carnot-Zyklus\|Sadi Carnot]] erklärt worden. Carnots Idee, dass in einer WKM [[Wärme\|Wärmestoff]] temperaturmässig hinunterfällt und dabei '''treibende Kraft''' freisetzt, beschreibt exakt die Wirkweise einer idealen WKM. Nur sagt man heute [[Entropie]] statt Wärmestoff und [[Energie]] statt treibende Kraft: eine WKM überträgt die vom [[Entropiestrom]] freigesetzte [[Prozessleistung]] auf einen [[Impulsstrom]] ([[Kraft]]) oder einen [[Drehimpulsstrom]] ([[Drehmoment]]). Man unterscheidet zwischen getakteten WKM (Dampfmaschine, Ottomotor, Dieselmotor, Stirlingmotor) und kontinuierlich arbeitenden WKM (Gasturbine, Dampfturbine, Gas-Dampf-Turbine).		Eine Wärmekraftmaschine (WKM) ist ein Motor, der mit Wärme betrieben wird. Die Wirkweise einer WKM ist erstmals von [[Carnot-Zyklus\|Sadi Carnot]] erklärt worden. Carnots Idee, dass in einer WKM [[Wärme\|Wärmestoff]] temperaturmässig hinunterfällt und dabei '''treibende Kraft''' freisetzt, beschreibt exakt die Wirkweise einer idealen WKM. Nur sagt man heute [[Entropie]] statt Wärmestoff und [[Energie]] statt treibende Kraft: eine WKM überträgt die vom [[Entropiestrom]] freigesetzte [[Prozessleistung]] auf einen [[Impulsstrom]] ([[Kraft]]) oder einen [[Drehimpulsstrom]] ([[Drehmoment]]). Man unterscheidet zwischen getakteten WKM (Dampfmaschine, Ottomotor, Dieselmotor, Stirlingmotor) und kontinuierlich arbeitenden WKM (Gasturbine, Dampfturbine, Gas-Dampf-Turbine).

Admin: /* Verluste */

2007-01-22T05:58:51Z

Verluste

← Nächstältere Version		Version vom 22. Januar 2007, 05:58 Uhr
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	<math>\Pi_S = \frac {P_{diss}}{T}</math>		<math>\Pi_S = \frac {P_{diss}}{T}</math>

	Die "verlorene Energie" bleibt an der Entropie haften und kann nur freigesetzt werden, falls die Entropie erneut thermisch hinunterfällt. Um die dissipierte ~~Enegie~~ vollständig freizusetzen, müsste die produzierte Entropie ~~auf~~ Null Kelvin ~~hinunter~~ ~~geführt~~ werden.		Die "verlorene Energie" bleibt an der Entropie haften und kann nur freigesetzt werden, falls die Entropie erneut thermisch hinunterfällt. Um die dissipierte Energie vollständig freizusetzen, müsste die produzierte Entropie an ein Wärmebad, dessen Temperatur Null Kelvin beträgt, abgeführt werden.

	Ersetzt man eine Wärmekraftmaschine, die zwischen einem heissen und einem kalten Wärmebad arbeitet, durch eine reine Wärmeleitung, wird die ganze Prozessleistung dissipiert. Der wegfliessende Energiestrom ist dann gleich dem zufliessenden		Ersetzt man eine Wärmekraftmaschine, die zwischen einem heissen und einem kalten Wärmebad arbeitet, durch eine reine Wärmeleitung, wird die ganze Prozessleistung dissipiert. Der wegfliessende Energiestrom ist dann gleich dem zufliessenden

Admin: /* Wirkweise */

2007-01-22T05:56:21Z

Wirkweise

← Nächstältere Version		Version vom 22. Januar 2007, 05:56 Uhr
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	<math>\eta = \frac {P}{I_{W1}} = \frac {(T_1 - T_2)I_S}{T_1 I_S} = \frac {T_1 - T_2}{T_1}</math>		<math>\eta = \frac {P}{I_{W1}} = \frac {(T_1 - T_2)I_S}{T_1 I_S} = \frac {T_1 - T_2}{T_1}</math>

	Bei offenen Systemen mit interner chemischen Reaktion (Ottomotor, Dieselmotor, Gasturbine) oder ohne (Dampfmaschinen, Dampfturbinen) setzt das Arbeitsmedium () Energie frei, indem es sich ausdehnt und abkühlt. Dieser Vorgang, bei dem aktuelle Entropie in latente übergeht, ist auch Teil des in einem geschlossenem Sytem ablaufenden Zyklus.		Bei offenen Systemen mit interner chemischen Reaktion (Ottomotor, Dieselmotor, Gasturbine) oder ohne (Dampfmaschinen, Dampfturbinen) setzt das Arbeitsmedium (Verbrennungsgase, Dampf) Energie frei, indem es sich ausdehnt und abkühlt. Dieser Vorgang, bei dem aktuelle Entropie in latente übergeht, ist auch Teil des in einem geschlossenem Sytem ablaufenden Zyklus.

	==Verluste==		==Verluste==

← Nächstältere Version		Version vom 22. Januar 2007, 09:50 Uhr
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	[[Bild:~~WKM_Prozess~~.png\|thumb\|Prozess-Schema einer WKM]]		[[Bild:WKM_Prozess2.png\|thumb\|Prozess-Schema einer WKM]]
	Eine Wärmekraftmaschine (WKM) ist ein Motor, der mit Wärme betrieben wird. Die Wirkweise einer WKM ist erstmals von [[Carnot-Zyklus\|Sadi Carnot]] erklärt worden. Carnots Idee, dass in einer WKM [[Wärme\|Wärmestoff]] temperaturmässig hinunterfällt und dabei '''treibende Kraft''' freisetzt, beschreibt exakt die Wirkweise einer idealen WKM. Nur sagt man heute [[Entropie]] statt Wärmestoff und [[Energie]] statt treibende Kraft: eine WKM überträgt die vom [[Entropiestrom]] freigesetzte [[Prozessleistung]] auf einen [[Impulsstrom]] ([[Kraft]]) oder einen [[Drehimpulsstrom]] ([[Drehmoment]]). Man unterscheidet zwischen getakteten WKM (Dampfmaschine, Ottomotor, Dieselmotor, Stirlingmotor) und kontinuierlich arbeitenden WKM (Gasturbine, Dampfturbine, Gas-Dampf-Turbine).		Eine Wärmekraftmaschine (WKM) ist ein Motor, der mit Wärme betrieben wird. Die Wirkweise einer WKM ist erstmals von [[Carnot-Zyklus\|Sadi Carnot]] erklärt worden. Carnots Idee, dass in einer WKM [[Wärme\|Wärmestoff]] temperaturmässig hinunterfällt und dabei '''treibende Kraft''' freisetzt, beschreibt exakt die Wirkweise einer idealen WKM. Nur sagt man heute [[Entropie]] statt Wärmestoff und [[Energie]] statt treibende Kraft: eine WKM überträgt die vom [[Entropiestrom]] freigesetzte [[Prozessleistung]] auf einen [[Impulsstrom]] ([[Kraft]]) oder einen [[Drehimpulsstrom]] ([[Drehmoment]]). Man unterscheidet zwischen getakteten WKM (Dampfmaschine, Ottomotor, Dieselmotor, Stirlingmotor) und kontinuierlich arbeitenden WKM (Gasturbine, Dampfturbine, Gas-Dampf-Turbine).

	==Wirkweise==		==Wirkweise==
			[[Bild:WKM_Prozess.png\|thumb\|thermischer Prozess in einer WKM]]
	Die Wirkweise einer WKM lässt sich am besten anhand eines geschlossenen Systems (Stirlingmotor, Sekundärkreis eines Druckwasserreaktors) erklären. Bei einem solchen System tritt die Wärme (Entropie und mittransportierte Energie) über einen ersten Wärmetauscher ein und über einen zweiten wieder aus. Der bei hoher Temperatur eintretende Entropiestrom setzt einen Teil der [[zugeordneter Energiestrom\|mitgeführten Energie]] als [[Prozessleistung]] innerhalb der WKM frei. Bei einer idealen WKM (keine [[Entropieproduktion]]) hängt das Verhältnis zwischen der in der WKM freigesetzten und der zugeführten Energie nur noch von der Eingangs- und der Ausgangstemperatur ab		Die Wirkweise einer WKM lässt sich am besten anhand eines geschlossenen Systems (Stirlingmotor, Sekundärkreis eines Druckwasserreaktors) erklären. Bei einem solchen System tritt die Wärme (Entropie und mittransportierte Energie) über einen ersten Wärmetauscher ein und über einen zweiten wieder aus. Der bei hoher Temperatur eintretende Entropiestrom setzt einen Teil der [[zugeordneter Energiestrom\|mitgeführten Energie]] als [[Prozessleistung]] innerhalb der WKM frei. Bei einer idealen WKM (keine [[Entropieproduktion]]) hängt das Verhältnis zwischen der in der WKM freigesetzten und der zugeführten Energie nur noch von der Eingangs- und der Ausgangstemperatur ab