Wirkungsgrad

Aus SystemPhysik
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Viele Maschinen arbeiten als Energieumlader, d.h. die Energie wird in der Maschine von einem ersten Energieträger auf einen zweiten umgeladen (Elektromotor, Pumpe, Riemenscheibe, Wärmepumpe). Dabei setzt der erste Stromkreis Leistung frei und der zweite nimmt Leistung auf. In idealen Maschinen wird die Energie verlustfrei vom ersten auf den zweiten Stromkreis übertragen (ideale Prozesskopplung). In realen Maschinen ist die Koppplung unvollständig und ein Teil der Leistung wird dissipiert. Um die Qualität eines Energieumladers zu beurteilen, führt man den Begriff des Wirkunsgrades η ein

[math]\eta=\frac {P_2}{P_1}[/math]

Die Effizienz von Wärmepumpen wird mit der Leistungsziffer ε gemessen. Der Gütegrad, der die Effizienz einer Wärmepumpe mit der theoretischen Grenze, der Carnot-Leistungsziffer εC vergleicht, darf als Wirkungsgrad der Wärmepumpe bezeichnet werden

[math]\eta=\frac{\varepsilon}{\varepsilon_C}[/math]

Bei Wärmekraftmaschinen versteht man unter dem thermodynamischen Wirkungsgrad das Verhältnis der vom Entropiestrom abgegebenen Leistung zum thermisch zugeführten Energiestrom

[math]\eta_{TD}=\frac{P}{I_{W1}}[/math]

Diese Definition ist mit der hier gegebenen nicht zu vergleichen. Ein Wirkungsgrad, der die Qualität der Wärmekraftmaschine beurteilen soll und somit alle Werte zwischen Null und eins annehmen kann, vergleicht den thermodynamischen Wirkungsgrad mit dem maximal möglichen, dem Carnot-Wirkungsgrad

[math]\eta=\frac{\eta_{TD}}{\eta_C}[/math]