Die Präsentation wird geladen. Bitte warten

Die Präsentation wird geladen. Bitte warten

1 Kapitel 4:Der 2. Hauptsatz der Thermodynamik Prof. Dr.-Ing. Ch. Franke 4.5 Der 2. Hauptsatz für stationäre Fließprozesse 4.6 Exergie und Anergie.

Ähnliche Präsentationen


Präsentation zum Thema: "1 Kapitel 4:Der 2. Hauptsatz der Thermodynamik Prof. Dr.-Ing. Ch. Franke 4.5 Der 2. Hauptsatz für stationäre Fließprozesse 4.6 Exergie und Anergie."—  Präsentation transkript:

1 1 Kapitel 4:Der 2. Hauptsatz der Thermodynamik Prof. Dr.-Ing. Ch. Franke 4.5 Der 2. Hauptsatz für stationäre Fließprozesse 4.6 Exergie und Anergie

2 2 4.5Der 2. Hauptsatz für stationäre Fließprozesse Prof. Dr.-Ing. Ch. Franke Mit dem 2. Hauptsatz für geschlossene Systeme: „Die zeitliche Änderung der Entropie des geschlossenen Systems ist gleich dem Transport von Entropie über die Systemgrenze zuzgl. der Entropieproduktion im Inneren“ Anwendung auf offene Systeme wieder unter Hinzunahme der ein- und ausströmenden Massenelemente Δm2Δm2 Δm1Δm1 S

3 3 4.5Der 2. Hauptsatz für stationäre Fließprozesse Prof. Dr.-Ing. Ch. Franke Δm1Δm1 S S = konstant Entropiebilanz für das System während des Zeitintervalls Δ lautet: Δm2Δm2 S S = konstant ΔQΔQ ΔWΔW da S S = const. wg. Stationarität -

4 4 4.5Der 2. Hauptsatz für stationäre Fließprozesse Prof. Dr.-Ing. Ch. Franke weiter gilt mit dem 2. Hauptsatz für geschlossene Systeme: schließlich mit:

5 5 4.5Der 2. Hauptsatz für stationäre Fließprozesse Prof. Dr.-Ing. Ch. Franke 2. Hauptsatz für stationäre Fließprozesse (für einem Stoffstrom) „Die Änderung des Entropiestroms vom Ein- zum Ausgang ist gleich der mit dem Wärmestrom zwischen Ein- und Ausgang hinein oder heraus transportierten Entropie zuzüglich der im Inneren des Systems erzeugten Entropie“

6 6 4.5Der 2. Hauptsatz für stationäre Fließprozesse Prof. Dr.-Ing. Ch. Franke 2. Hauptsatz für stationäre Fließprozesse (für einem Stoffstrom in spezifischen Größen) mit:

7 7 4.5Der 2. Hauptsatz für stationäre Fließprozesse Prof. Dr.-Ing. Ch. Franke 2. Hauptsatz für adiabate Kontrollräume (für einem Stoffstrom) Das Gleichheitszeichen gilt nur für reversible ZÄ bzw.

8 8 4.5Der 2. Hauptsatz für stationäre Fließprozesse Prof. Dr.-Ing. Ch. Franke 2. Hauptsatz für stationäre Fließprozesse (für mehrere Stoffströme) „Die Summe über alle i ausströmenden Entropieströme abzüglich der Summe über alle j einströmenden Entropieströme ist gleich der Summe aller Entropieströme, die mit den Wärmeströmen bei den Temperaturen T k über die Systemgrenzen transportiert wurden zuzüglich der im Inneren produzierten Entropie “

9 9 Kapitel 4:Der 2. Hauptsatz der Thermodynamik Prof. Dr.-Ing. Ch. Franke 4.5 Der 2. Hauptsatz für stationäre Fließprozesse 4.6 Exergie und Anergie

10 10 4.6Exergie und Anergie Prof. Dr.-Ing. Ch. Franke Energie besitzt nicht nur eine Quantität, sondern auch eine Qualität Die Quantität wird durch die Energiemenge in J, kJ, MJ usw. ausgedrückt Die Qualität drückt aus, wieviel von der vorhandenen Energiemenge maximal als Arbeit genutzt werden kann Der nutzbare Anteil wird Exergie genannt Der nicht nutzbare Anteil wird Anergie genannt

11 11 4.6Exergie und Anergie Prof. Dr.-Ing. Ch. Franke Exergie ist der Anteil einer Energie, der in einer gegebenen Umgebung maximal in Nutzarbeit umgewandelt werden kann Anergie ist der Anteil einer Energie, der in einer gegebenen Umgebung unter keinen Umständen in Nutzarbeit umgewandelt werden kann Exergie + Anergie = Energie Jede Energieform besteht aus Exergie und Anergie, wobei einer der beiden Anteile auch Null sein kann: Die innere Energie der Umgebung besteht aus reiner Anergie Elektrische Energie besteht aus reiner Exergie Wärme besteht aus Exergie und Anergie, der Exergieanteil ist umso größer, je höher die Temperatur ist, bei der die Wärme vorliegt

12 12 4.6Exergie und Anergie Prof. Dr.-Ing. Ch. Franke Formelbuchstabe der Exergie: E[E] = J Formelbuchstabe der Anergie: B[B] = J Spezifische Exergie: e Spezifische Anergie: b q 12 = e q12 + b q12 u = e u + b u h = e h + b h Exergie und Anergie der Wärme Exergie und Anergie der inneren Energie Exergie und Anergie der Enthalpie

13 13 4.6Exergie und Anergie Prof. Dr.-Ing. Ch. Franke Exergie und Anergie sind weder reine Prozess- noch reine Zustandsgrößen, sie beinhalten Anteile von beiden und zusätzlich den Umgebungszustand So lautet z.B. die Berechnungsformel für die Exergie der Wärme: Prozessgröße Zustandsgröße Umgebungszustand

14 14 4.6Exergie und Anergie Prof. Dr.-Ing. Ch. Franke Exergie und Anergie sind keine Erhaltungsgrößen Bei jedem realen Prozess wird Exergie unwiederbringlich in Anergie umgewandelt Alle technischen (und natürlichen) Prozesse benötigen Exergie zu ihrer Durchführung Aufgabe der Energietechnik ist, die Exergie der Primärenergiequellen möglichst effizient in die Exergie der gewünschten Nutzenergie umzuwandeln Die Exergieverluste sollen minimiert werden

15 15 4.6Exergie und Anergie Prof. Dr.-Ing. Ch. Franke Exergieverlust e V eines Prozesses (ohne Herleitung): e V = T U ∙ s irr „Der Exergieverlust eines irreversiblen Prozesses ist gleich der bei dem Prozess erzeugten Entropie multipliziert mit der Umgebungstemperatur“


Herunterladen ppt "1 Kapitel 4:Der 2. Hauptsatz der Thermodynamik Prof. Dr.-Ing. Ch. Franke 4.5 Der 2. Hauptsatz für stationäre Fließprozesse 4.6 Exergie und Anergie."

Ähnliche Präsentationen


Google-Anzeigen