Vergleich der Kreisprozesse von Wärmekraftmaschinen
Ein P–V-Diagramm: Carnot, Otto, Diesel, Stirling und eine Rankine-Skizze — dieselben Formeln wie auf den Einzelseiten.
Zum Modell
Vergleich der Kreisprozesse von Wärmekraftmaschinen: auf einem P–V-Diagramm stehen Carnot-, Otto-, Diesel-, Stirling-Prozess und eine Skizze des Rankine-Prozesses. Die Gaskreisprozesse wiederholen dieselben Formeln wie die Einzelseiten: nR = 1, γ = 1,4, Isothermen von Carnot und Stirling in Kelvin, Otto und Diesel im Luftstandard. Rankine ist ein qualitatives P–v-Viereck mit derselben Logik der Drücke und von x₄, ohne Dampftafeln. Die Achsen passen sich dem gewählten Kreisprozess an, damit die Schleifenform sichtbar bleibt; absolute P- und V-Werte verschiedener Prozesse darf man nicht vergleichen. Der Wirkungsgrad der Gase folgt den Lehrbuchformeln; beim Rankine-Prozess ist er eine grobe Schätzung aus der Skizzenfläche.
Für wen: Technische Thermodynamik: Vergleich der Schleifen nach den einzelnen Kreisprozessen.
Wichtige Begriffe
p–v-diagramm
carnot-prozess
otto-prozess
diesel-prozess
stirling-prozess
rankine-prozess
luftstandard
thermischer wirkungsgrad
So funktioniert es
In einer gemeinsamen P–V-Ebene schaltet man idealisierte Kreisprozesse: Carnot (zwei Isothermen und zwei Adiabaten des idealen Gases, nR = 1), Otto und Diesel (Luftstandard, γ = 1,4), Stirling (zwei Isothermen und zwei Isochoren), Rankine — qualitatives P–v-Viereck ohne Dampftafeln. Die Achsen passen sich dem gewählten Prozess an, damit die Schleifenform sichtbar bleibt; absolute Zahlen zwischen den Prozessen vergleicht man nicht. Der Wirkungsgrad der Gase folgt den Standardformeln; beim Rankine-Prozess ist er eine Schätzung aus der Skizzenfläche.
Häufige Fragen
Warum springen die Achsenzahlen, wenn ich den Kreisprozess wechsle?
Jeder Kreisprozess wird in seinen eigenen Modelleinheiten gezeichnet. Vergleichen Sie die Form der Schleife und die Farben der Abschnitte, nicht eine gemeinsame P–V-Skala für alle Maschinen.
Ist Rankine hier so genau wie auf der vollständigen Prozessseite?
Nein. Übernommen ist nur die P–v-Skizze; das T–s-Diagramm mit der Glocke und die Auswertung über Enthalpien bleiben auf der Seite des Rankine-Prozesses. η ist hier eine Illustration, keine Wärmebilanz einer Anlage.
Erreicht der Stirling-Prozess den Wirkungsgrad des Carnot-Prozesses?
Der ideale Stirling-Prozess mit idealem Regenerator und reversiblen Isothermen und Isochoren hat dieselbe Grenze wie der Carnot-Prozess zwischen denselben Reservoirs. Reale Maschinen verlieren durch Reibung und unvollkommenen Regenerator.