Lösung von Aufgabe 17
- Thermischer Wirkungsgrad ohne Vorwärmung:
- Direkt aus Tabelle 6
erhält man
- h1 = 3626 kJ/kg
- s1 = 6.904 kJ/(kg K)
- Tabelle 5 liefert
- h3 = 191.8 kJ/kg
- s3 = 0.6492 kJ/(kg K)
- Punkt 2 liegt auf der Dampfdruckkurve bei p3,
außerdem ist s2 = s1. Die Randwerte sind
- s'2 = s3 = 0.6492 kJ/(kg
K)
- s''2 = 8.149 kJ/(kg K)
- damit ist der Feuchtegehalt
- somit die spezifische Enthalpie
- h2 = h'2 + x2
(h''2 - h'2) = 2187 kJ/kg
- Für Punkt 4 sind s4 = s3
und p4 = p1 bekannt. Durch Interpolation der
Wassertafel erhält man damit
- h4 = 201.9 kJ/kg
- t4 = 46.14 °C
- Der Wirkungsgrad ist also
- und das Arbeitsverhältnis
- Enthalpien des abgezweigten Dampfs:
- Punkt 2a ist gegeben durch
- s2a = s1 = 6.904 kJ/(kg K)
- p2a = 10 bar
- also ist seine Enthalpie
- Bei Punkt 4a gilt
- t4a = 150 °C
- p4a = p1 = 100 bar
- also hat man sofort
- h4a = 638.1 kJ/kg
- s4a = 1.831 kJ/(kg K)
- Schließlich ist Punkt 3a bestimmt durch
- damit ergibt sich
- h3a = 628.3 kJ/kg
- t3a = 149.0 °C
- Check: t3a > t4 (sonst
wäre keine vollständige Wärmeübertragung
möglich!)
- Thermischer Wirkungsgrad mit Vorwärmung
- Aus der Energiebilanz des entnommenen Dampfes im
Vorwärmer erhält man seinen Massenanteil
- spez. technische Arbeit, die in der Turbine abgegeben
wird
- wt- = (1 - α) wt12
+ α wt12a
- längs der Adiabaten ist wt12 = h2
- h1 etc., also
- wt- = (1 - α) (h2
- h1) + α (h2a - h1) =
-1320 kJ/kg
- Aufgewandt wird technische Arbeit in den beiden
Pumpen, daher
- Wegen der Speisewasservorwärmung wird Wärme
nur ab Punkt 4a zugeführt, also
- qzu = q4a1 = h1
- h4a = 2988 kJ/kg
- Damit ist der Wirkungsgrad der gesamten Anlage
- und das Arbeitsverhältnis
- rW = 1 +
wt+/wt- =
0.9924