(ENT2 38) – Exergiebilanz

Nun werden wir uns der Exergiebilanz zu und stellen dir als angehenden Techniker alle relevanten Größen im Detail vor.

Exergiebilanz - Rotor einer Turbine — Exergiebilanz – Rotor einer Turbine

Exergiebilanz – Grundlegendes

Merk's dir!

Anders als Energiebilanzen weisen Exergiebilanzen einen höheren Detaillierungsgrad auf.

So können Unzulänglichkeiten der Energieumwandlung und Energienutzung besser erfasst werden.

Exergiebilanz – Formel

Mit den Angaben zu Anergie $E_{an}$ und Exergie $E_{ex}$ können wir folgende Exergiebilanz aufstellen.

$\boxed{ E = E_{an} + E_{ex} }$

mit den Termen

$\boxed{ E_{an} = \int_1^2 (\frac{T_u}{T} dQ }$

sowie

$\boxed{ E_{ex} = \int_1^2 (1 - \frac{T_u}{T})dQ }$

Exergie und Anergie in TS-Diagramm

In der nächsten Abbildung siehst du die Exergie und Anergie, dargestellt als Flächen unter der Kurve im TS-Diagramm.

Exergie und Anergie - Schema / Kurve — Exergie und Anergie – Schema / Kurve

Exergie – Übersicht in Tabelle

Es folgt eine Tabelle mit der Auflistung verschiedener Energieformen und jeweils der formalen Angabe von Energie und Exergie.

Energieform	Energie	Exergie
kinetische Energie	$E = \frac{1}{2} m (v^2 - v^2_u)$	$E_{ex} = E$
potentielle Energie	$E = m \cdot g \cdot (z - z_u)$	$E_{ex} = E$
Arbeit (keine Volumenänderung)	$E = W_{tech}$	$E_{ex} =E$
Arbeit (Volumenänderung)	$E = W_{12}$	$E_{ex} = W_{12} - p_u (V_2 - V_1)$
Innere Energie (geschlossenes System)	$E = U$	$E_{ex} = U - U_u - T_U ( S - S_u) + p_u (V - V_u)$
Enthalpiestrom	$\dot{E} = \dot{H}$	$\dot{E}_{ex} = \dot{H} - \dot{H}_U - T_U (\dot{S} - \dot{S}_U)$
Wärme	$E = m \cdot c \dot T = Q$	$E_{ex} = Q \frac{T - T_U}{T}$
Reaktionsenthalpie	$E = - \Delta \overline{H}_R$	$E_{ex} = - \Delta \overline{H}_R - T_U (\overline{S} - \overline{S}_U )$
Chemische Energie	$E = H_U$	$E_{ex} \aproxx H_U$
Elektrische Energie	$\dot{E}= U \cdot I$	$\dot{E}_{ex}$ = E

wie gehts weiter

Wie geht's weiter?

Im nächsten Kurstext stellen wir dir ausführlich innere und äußere Exergieverluste vor.

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