(ENT2 38) – Exergiebilanz

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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!
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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