Bringt ein größerer Austrittsquerschnitt einer Turbine im Vergleich zum Eintritt mehr Arbeit?

Question

Bringt ein größerer Austrittsquerschnitt einer Turbine im Vergleich zum Eintritt mehr Arbeit?

Antwort

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Welche Vorteile bietet eine Dampfreaktionsturbine?

Was macht das Turbinengebäude?

Wie heißt die Energieform, die durch den Dampf im Kernkraftwerk entsteht, um die Turbine anzutreiben?

Wie viel Ammoniak wird benötigt, um bei einer Entspannung von 6 bar auf 1 bar 1 MW elektrische Leistung zu erzeugen?

Wie viel elektrische Leistung kann man in einer Ammoniakturbine übertragen, wenn man Ammoniakgas von 6 bar auf 1 bar entspannt?

Aufbau eines Wasserkraftwerks in Stichpunkten

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Der Austrittsquerschnitt einer Turbine im Vergleich zum Eintrittsquerschnitt beeinflusst die Strömungsgeschwindigkeit und den Druck des Arbeitsmediums. Wenn der Austrittsquerschnitt größer ist als der Eintrittsquerschnitt, kann dies zu einer Verringerung der Strömungsgeschwindigkeit und des Drucks am Austritt führen, was die kinetische Energie des Mediums reduziert. Die Arbeit, die eine Turbine leistet, hängt von der Differenz der Enthalpie (oder Energie) des Arbeitsmediums zwischen Eintritt und Austritt ab. Ein größerer Austrittsquerschnitt kann dazu beitragen, den Druckabfall über die Turbine zu maximieren, was potenziell zu einer höheren Energieumwandlung und damit zu mehr geleisteter Arbeit führen kann. Allerdings hängt dies auch von anderen Faktoren wie der Turbinenkonstruktion, dem Arbeitsmedium und den Betriebsbedingungen ab. Zusammengefasst: Ein größerer Austrittsquerschnitt kann unter bestimmten Bedingungen zu mehr geleisteter Arbeit führen, da er den Druckabfall und die Energieumwandlung optimieren kann.

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Eine Dampfreaktionsturbine bietet mehrere Vorteile: 1. **Hoher Wirkungsgrad:** Durch die kontinuierliche Umwandlung von Wärmeenergie in mechanische Energie ist der Wirkungsgrad oft höher al... [mehr]

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Eine Dampfreaktionsturbine bietet mehrere Vorteile: 1. **Hoher Wirkungsgrad:** Durch die kontinuierliche Umwandlung von Wärmeenergie in mechanische Energie ist der Wirkungsgrad oft höher als bei anderen Turbinenarten. 2. **Kompakte Bauweise:** Reaktionsturbinen sind meist kompakter, da der Druckabfall über mehrere Stufen verteilt wird. 3. **Gleichmäßige Belastung:** Die Kräfte auf die Schaufeln sind gleichmäßiger verteilt, was die Lebensdauer erhöht. 4. **Geringere Verschleißerscheinungen:** Durch die gleichmäßigere Druckverteilung werden die Bauteile weniger stark beansprucht. 5. **Bessere Anpassung an unterschiedliche Lasten:** Sie können effizient bei unterschiedlichen Lasten und Dampfdrücken arbeiten. 6. **Leiser Betrieb:** Reaktionsturbinen arbeiten oft leiser als andere Turbinenarten, da der Dampfstrom gleichmäßiger ist. Weitere Informationen findest du beispielsweise bei [Siemens Energy](https://www.siemens-energy.com/global/en/offerings/power-generation/steam-turbines.html) oder [Wikipedia](https://de.wikipedia.org/wiki/Dampfturbine).

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Das Turbinengebäude ist ein zentraler Bestandteil von Kraftwerken, insbesondere von Wasserkraftwerken und thermischen Kraftwerken. Es beherbergt die Turbinen, die mechanische Energie aus Wasser o... [mehr]

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Das Turbinengebäude ist ein zentraler Bestandteil von Kraftwerken, insbesondere von Wasserkraftwerken und thermischen Kraftwerken. Es beherbergt die Turbinen, die mechanische Energie aus Wasser oder Dampf in elektrische Energie umwandeln. Im Wasserkraftwerk wird die kinetische Energie des fließenden Wassers genutzt, während in thermischen Kraftwerken Dampf, der durch die Verbrennung von fossilen Brennstoffen oder durch Kernreaktionen erzeugt wird, die Turbinen antreibt. Das Turbinengebäude ist somit entscheidend für die Energieerzeugung und trägt zur Effizienz und Sicherheit des Kraftwerksbetriebs bei.

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Die Energieform, die durch den Dampf, der die Turbine antreibt, erzeugt wird, nennt man thermische Energie oder Wärmeenergie. In einem Kernkraftwerk wird die Wärme durch die Kernspaltung erz... [mehr]

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Die Energieform, die durch den Dampf, der die Turbine antreibt, erzeugt wird, nennt man thermische Energie oder Wärmeenergie. In einem Kernkraftwerk wird die Wärme durch die Kernspaltung erzeugt, die dann in mechanische Energie umgewandelt wird, wenn die Turbine rotiert.

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Um die Menge Ammoniak zu berechnen, die nötig ist, um bei der Entspannung von 6 bar auf 1 bar 1 MW elektrische Leistung zu erzeugen, müssen wir einige thermodynamische Grundlagen und Annahme... [mehr]

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Um die Menge Ammoniak zu berechnen, die nötig ist, um bei der Entspannung von 6 bar auf 1 bar 1 MW elektrische Leistung zu erzeugen, müssen wir einige thermodynamische Grundlagen und Annahmen berücksichtigen. 1. **Thermodynamische Eigenschaften von Ammoniak**: Ammoniak (NH₃) kann als ideales Gas betrachtet werden, wenn die Bedingungen dies zulassen. Die spezifische Enthalpie und die spezifische Wärme können aus Tabellen oder Diagrammen entnommen werden. 2. **Leistungsberechnung**: Die elektrische Leistung (P) kann durch die Formel \( P = \dot{m} \cdot (h_1 - h_2) \) beschrieben werden, wobei: - \( \dot{m} \) die Massendurchflussrate (kg/s) ist, - \( h_1 \) die spezifische Enthalpie bei 6 bar ist, - \( h_2 \) die spezifische Enthalpie bei 1 bar ist. 3. **Enthalpiewerte**: Um die spezifischen Enthalpien \( h_1 \) und \( h_2 \) zu bestimmen, benötigst du die entsprechenden Werte aus den Ammoniak-Datenbanken oder -Diagrammen. Diese Werte hängen von der Temperatur ab, die du für die Berechnung annehmen musst. 4. **Berechnung der Massendurchflussrate**: Um die Massendurchflussrate zu berechnen, kannst du die Gleichung umstellen: \[ \dot{m} = \frac{P}{h_1 - h_2} \] 5. **Menge Ammoniak**: Die Menge Ammoniak, die benötigt wird, kann dann durch Multiplikation der Massendurchflussrate mit der Zeit berechnet werden. Um eine genaue Antwort zu erhalten, sind spezifische Enthalpiewerte und Temperaturannahmen erforderlich. Wenn du diese Werte hast, kannst du die Berechnung durchführen.

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Um die elektrische Leistung zu berechnen, die in einer Ammoniakturbine übertragen werden kann, wenn Ammoniakgas von 6 bar auf 1 bar entspannt wird, sind mehrere Faktoren zu berücksichtigen,... [mehr]

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Um die elektrische Leistung zu berechnen, die in einer Ammoniakturbine übertragen werden kann, wenn Ammoniakgas von 6 bar auf 1 bar entspannt wird, sind mehrere Faktoren zu berücksichtigen, darunter die thermodynamischen Eigenschaften des Ammoniaks, die Effizienz der Turbine und die spezifische Energie, die bei der Expansion gewonnen werden kann. 1. **Thermodynamische Eigenschaften**: Ammoniak hat spezifische Enthalpien und Entropien, die bei verschiedenen Drücken und Temperaturen variieren. Du müsstest die Enthalpien bei 6 bar und 1 bar kennen, um die Energie, die bei der Expansion gewonnen wird, zu berechnen. 2. **Energiegewinnung**: Die Energie, die bei der Expansion gewonnen wird, kann durch die Formel für die Arbeit, die bei einer isentropen Expansion verrichtet wird, approximiert werden: \[ W = h_1 - h_2 \] wobei \(h_1\) die Enthalpie bei 6 bar und \(h_2\) die Enthalpie bei 1 bar ist. 3. **Leistungsberechnung**: Um die elektrische Leistung zu berechnen, benötigst du auch den Massenstrom des Ammoniaks, der durch die Turbine fließt. Die Leistung \(P\) kann dann durch die Formel \[ P = \dot{m} \cdot (h_1 - h_2) \] berechnet werden, wobei \(\dot{m}\) der Massenstrom ist. 4. **Effizienz**: Die tatsächliche elektrische Leistung wird auch durch die Effizienz der Turbine beeinflusst. Wenn die Effizienz \(\eta\) bekannt ist, kann die tatsächliche Leistung als \[ P_{elektrisch} = \eta \cdot P \] berechnet werden. Um eine genaue Zahl zu erhalten, sind spezifische Werte für die Enthalpien und den Massenstrom erforderlich. Diese können aus thermodynamischen Tabellen oder Software zur Berechnung thermodynamischer Eigenschaften entnommen werden.

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- **Staudamm**: Erzeugt einen Höhenunterschied und speichert Wasser. - **Wasserreservoir**: Der Stausee, der das Wasser speichert. - **Leitungen**: Transportieren das Wasser vom Reservoir zur Tur... [mehr]

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- **Staudamm**: Erzeugt einen Höhenunterschied und speichert Wasser. - **Wasserreservoir**: Der Stausee, der das Wasser speichert. - **Leitungen**: Transportieren das Wasser vom Reservoir zur Turbine. - **Turbine**: Wandelt die kinetische Energie des Wassers in mechanische Energie um. - **Generator**: Wandelt die mechanische Energie der Turbine in elektrische Energie um. - **Transformator**: Erhöht die Spannung der erzeugten Elektrizität für den Transport. - **Entwässerungssystem**: Reguliert den Wasserfluss und verhindert Überflutungen. - **Kontrollsystem**: Überwacht und steuert den Betrieb des Kraftwerks.