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Description
Flashcards by Lukas Berger, updated more than 1 year ago
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Created by Lukas Berger
almost 7 years ago
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| Question | Answer |
| Was ist Der Joule – (Brayton) Kreisprozess? | Rechstlaufender thermodynamischer Vergleichsprozess für Gasturbinen und Strahltriebwerke. |
| er besitzt jeweils 2Zustandsänderungen: | • zwei isentrope Zustandsänderungen • zwei isobare Zustandsänderungen |
| Einfachste Konstellation der Gasturbine: | • Verdichter (mit Anlaufmotor) • Brennkammer • Turbinenrad (gekoppelt an Generator) |
| Im offenen Joule-Prozess entfällt die Kühlung, da | kontinuierlich frisches Gas angesaugt und verdichtet wird |
| Prinzipieller Wärmeschaltplan (geschlossener) Joule – Prozess: |
Image:
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| Von was ist der Wirkungsgrad nur abhängig? | von den Verdichtungsverhältnissen p1/p2 = p4/p3 und dem Isentropenexponenten κ abhängig! |
| Eine höhere Temperatur 3 (max.1600 °C) führt allerdings zu | größerer spez. Nutzarbeit wN! |
| verluste im Prozess: | Strömungs(druck)verluste in Brennkammer und Strömungskanälen Wärmeverluste und evtl. unvollständige Verbrennung in Brennkammer |
| max. ηel. | 39 % |
| Mikrogasturbine Eigenschaften: | kleine Gasturbinen mit bis zu 100 kW el.Leistung höhere Verfügbarkeit, Zuverlässigkeit, geringerer Platzbedarf und schnellere Regelbarkeit als Kolbenmotoren moderates Druckverhältnis |
| KWK | Kraftwärmekopplung |
| wie funkt. ein Kombikraftwerk (G&D-Kraftwerke) | Kombination von Stromerzeugung durch Gasturbine & Dampfturbine Abgasstrom der Gasturbine (- 650 °C) beheizt mittels Abhitzekessel den Dampfkraftprozess. |
| G&D höchste reale el. Wirkungsgrade von | bis zu 60 % |
| weiter vorteile von G&D | rel. geringe CO2-Emissionen • rel. geringe Brennstoffkosten hohe Flexibilität, Leistungseinheiten von 50 - >1000 MW geringe Schadstoff- und Lärmemissionen • hohe Akzeptanz bei der Bevölkerung |
| Nachwachsende Rohstoffe im Gasturbinenprozess Direkt befeuerte Gasturbinenprozesse Welcher Kraftstoff wird verwendet? 1. 2. | 1.Biomethan 2. Biogene Festbrennstoffe:als Staub |
| Ablauf direkt befeuerte Gasturbinenprozesse: Staubförmige Biomasse: | zermalener Holzstaub wird unter Luftzugabe unter Druck in Turbinenbrennkammer vollständig verbrannt Abgas wird der Turbine zugeführt Entspannte Abgase (ca. 400 – 500 °C) werden zur Wärmeerzeugung genutzt Limitierung des erreichbaren Wirkungsgrades durch max. zulässige Verbrennungstemperaturen durch Erweichungstemperatur der Aschepartikel |
| Ablauf direkt befeuerte Gasturbinenprozesse: Stückige Biomasse: | Verbrennung der stückigen Festbrennstoffe Verbrennungsgase werden in Multizyklonen (Heißgas) von Staub und Aschepartikel getrennt gereinigtes heißes Verbrennungsgas entspannt in Turbine |
| Wie funktionieren Atmosphärische direkt befeuerte Gasturbinenprozesse? | Entspannung des Verbrennungsgases von Umgebungsdruck in den Vakuumbereich |
| 3 Varianten von Atmosphärische direkt befeuerte Gasturbinenprozesse: | 1. Nur Vorwärmer, kein Verdampfer für Kondensat. Rel. niedrige Wirkungsgrade um 10 %el.. 2.Dampfeindüsung, höherer Wirkungsgrad. 3.GuD-Prozess |
| wie funktionieren Indirekt befeuerte Gasturbinenprozesse? | Heißluftturbinenprozess → erhitzt Arbeitsmittel (z.B. Luft, Helium) Wärmeübertragung über Rekuperaturen bzw. Regeneratoren ist nötig! |
| Rekuperative Wärmeübertragung: | Wärmeaustauschüber HochtemperaturWärmetauscher Restwärme im Verbrennungsgas → VerbrennungsluftVorerwärmung, bzw. Nutzwärmeerzeugung |
| Was ist Entscheidend für guten Wirkungsgrad: | Nutzung von Abwärme von Feuerung und Turbine |
| Probleme bei der Einführung indirekt befeuerter Gasturbinen: | Moderne Gasturbinen im kleineren Leistungsbereich arbeiten mit Gaseintrittstemperaturen von > 1000 °C Derzeit noch keine entsprechenden Werkstoffe! |
| Was ist Regenerative Wärmeübertragung? | Wärmeübertragung in großen, wechselseitig von heißem und kaltem Medium überströmten Wärmespeichern Ausführung vor allem als Schüttungen mit Stahlkugeln oder Gesteinen: Filterwirkung der Schüttung rel. geringe Temperaturen und Drücke |
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Funktionsweise Pebble-Heater
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Heizphase: Erwärmung der Schüttung Speicherung der Wärme Blasphase: Einblasen von Kaltgas Wärmeaufnahme Nutzung Heißgas |
| Eigenschaften Schüttgut: | Temperaturbeständigkeit Temperaturleitfähigkeit Wärmekapazität Druckverlust Kosten |
| Wirkungsgrade div. therm. Verfahren im kleinen Leistungsbereich |
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