Welche Zustandsänderungen nutzt der Dampfenergiekreisprozess?
Unterschiedliche Druck- und Temperaturänderungen
Welche Dampfarten können unterschieden werden?
Nassdampf
Sattdampf
Überhitzter Dampf
(Kritischer Punkt)
Welche Entwicklungen gab es zur Nutzung der Dampfkraft? Wie haben sich diesevoneinander unterschieden sowohl in Bezug auf die Funktionsweise, als auch den Wirkungsgrad?
Aeolipile (Heron vonAlexandria)
Prototyp einer Dampfmaschine (Denis Papin 1960): Kolben und Zylinder
Pumpe wird mittels Wasserdampf angetrieben (Thomas Savery 1698): Patent Dampfmaschine
Weiterentwicklung (Thomas Newcomen 1712) Wirkungsgrad auf
0,5 % gesteigert
Weiterentwicklungen (James Watt 1769) doppelt wirkende Dampfmaschine (beide Richtungen des Kolbens) Wirkungsgrad von 3-5%
ca. 1900 wurden dann erstmals Turbinen verwende
Wie wird der Vergleichsprozess zum Dampfenergiekreisprozess genannt und welche Zustandsänderungen durchläuft das Arbeitsmittel?
Clausius-Rankine-Prozess
Druckerhöhung
Wärmezufuhr
Entspannung
Wärmeabgabe
Welche Annahmen werden bei der Anwendung des Clausius- Rankine- Prozesses getroffen?
Idealer Kreisprozess
Verlustfrei
Warum wird überhitzter Dampf beim Dampfenergiekreisprozess verwendet?
Zur Vermeidung von Erosionsschäden an den Schaufeln der Dampfturbine muss x ≥ 0,9 sein
Höherer theoretischer thermischer Wirkungsgrad
Welche Teilsysteme tragen im Dampferzeuger zur Wärmezufuhr bei?
Feuerungssystem
Verdampfer des Dampferzeugers
Vorwärmer
Überhitzer
An welchen Stellen treten im Dampfenergiekreisprozess Verluste aus?
Dampfturbine und im Dampfkessel (ausschlaggebend)
Welche Möglichkeiten gibt es, den Wirkungsgrad zu erhöhen?
Zwischenüberhitzung
(polytrope Entspannung)
In welchen beispielhaften Anwendungen wird der Dampfenergiekreisprozess angewendet?
Kraftwerk
Wie findet die Energieumsetzung in der Turbine statt?
Die kinetische Energie des in der Düse beschleunigten Energieträgers wird anschließend im Laufrad in Rotationsarbeit (Wellenarbeit)umgewandelt.
Was passiert im Leitrad?
Ist als Düse (D) tätig (adiabat), thermische Energie wird in kinetische Energie gewandelt
Was passiert im Laufrad?
Imadiabaten Laufrad (L) wird kinetische Energie in Rotationsarbeit umgewandelt.
Wie lautet die Euler`sche Turbinengleichung? Für welche Maschinen findet diese Anwendung?
Für die Ermittlung der - an die Welle übertragenen - Arbeit
Welche Turbinen werden unterschieden?
Gleich- und Überdruckturbinen
Worin unterscheidet sich eine axiale Gleichdruck- von einer axialen Überdruckturbine?
Axiale Gleichdrucktrubine:
-Stufengefälle allein in den Leitschaufeln in die Zulaufgeschwindigkeit umgewandelt
-In den Laufschaufeln wird kein oder nur ganz geringes Enthalpiegefälle verbraucht
-Drücke vor und hinter dem Laufschaufelkranz gleich groß
Axiale Überdruckturbine:
-Bei einer Überdruckdampfturbine ist der Dampfdruck beim Eintritt der Laufschaufeln höher als im Austritt
-Es herrscht ein Überdruck am Laufschaufelkranz, der zum Unterschied zur Gleichdruckstufe einen Axialschub hervorruft
Was bedeutet der Reaktionsgrad und was wird durch ihn ausgedrückt? Was bedeutetein Reaktionsgrad von null bzw. eins?
Je mehr Stufengefälle in den Laufschaufeln verarbeitet wird, umso größer ist der Reaktionsgrad r der Stufe.
Fall: r=0; in der Laufschaufel soll kein Gefälle verarbeitet werden, Aus- und Eintrittsgeschwindigkeit(Relativgeschwindigkeiten) sind gleich; z.B. Gleichdruckturbinen. Geschwindigkeitsdifferenz derAbsolutgeschwindigkeiten ist > 0
Fall: r=0,25% und r=0,75%; in der Laufschaufel sollen 25% bzw. 75% des Enthalpiegefälles der Stufe verarbeitet werden.
Welche Verluste treten auf?
Düsenverluste
Schaufelverluste
Ventilationsverluste (bei Teilbeaufschlagung)
Austrittsverluste (in letzter Turbinenstufe)
Naßdampfverluste (bei Dampfturbinen)
Spaltverluste
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