Beispiel
Seiliger-Prozess mir gegebenen maximalem Prozessdruck und maximaler Temperatur
Untersuche einen Seiliger-Prozess mit dem Arbeitsmittel Luft als kalorisch perfektes Gas mit einer Gaskonstante von 287,12
- Berechne den Druck in bar, das spezifische Volumen in
und die Temperatur in K an allen Eckpunkten des Prozesses! - Welche Werte besitzen die dimensionslosen Parameter maximales Druckverhältnis, maximales Temperaturverhältnis, Drucksteigerungsverhältnis und Füllungsgrad?
- Welche spezifischen Wärmen werden zu- und abgeführt, welche Kreisprozessarbeit wird frei? In welchem Verhältnis stehen Gleichraum- und Gleichdruckverbrennung?
- Wie hoch ist der Prozesswirkunggrad?
Gegeben:
T1 = 298,15 K (25 °C)
p1 = 1 bar
Tmax = T4 = 2673,15 K (2400 °C)
pmax = p3 = 130 bar
ε = 23
RL = 287,12
κ = 1,40
Lösung:
- Zustandsparameter in den Eckpunkten des Seiliger-Prozesses
1 → 2: isentrope Kompressionε = 23 p in bar ν in T in K 1 1,0000 0,8560483 298,15 2 80,6156 0,0372195 1045,02 3 130,0000 0,0372195 1685,19 4 130,0000 0,0590400 2673,15 5 3,07646 0,8560483 917,24
2 → 3: isochore Wärmezufuhr
3 → 4: isobare Wärmezufuhr
4 → 5: isentrope Zustandsänderung mit ν5 = ν1 = 0,8560483 - dimensionslose Prozessparameter
- spezifische Wärmen und spezifische Kreisprozessarbeit
Anteil Gleichraumverbrennung:
Anteil Gleichdruckverbrennung:
Die hier errechneten Anteile für Gleichraum- und Gleichdruckverbrennung sind kein Optimum. Vom Grundsatz sollte man einen hohen Gleichraumanteil anstreben, da diese Art der Prozessführung den höchsten Wirkungsgrad aufweist. Heute liegen die technisch realisierten Anteile bei etwa 40 % für Gleichraum- und 60 % für Gleichdruckverbrennung. - thermodynamischer Prozesswirkungsgrad auf zwei alternativen Wegen