Quelltext der Seite Adiabate Maschine

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[[Bild:Adiabate Maschinen.jpg|thumb|550px|[[Irreversibler Prozess|irreversible]] adiabate Zustandsänderungen, Expansion&nbsp;(links) und Verdichtung&nbsp;(rechts) im [[T-s-Diagramm]]]]

'''Adiabate Maschine''' ist ein Begriff aus der technischen [[Thermodynamik]]. Er bezeichnet [[Wärmekraftmaschine]]n und [[Arbeitsmaschine]]n, in denen eine [[adiabatische Zustandsänderung]] stattfindet, die also weder gekühlt noch beheizt werden (d.&nbsp;h. ohne [[Wärmeübertragung]]).

Eine adiabatische Zustandsänderung ist nicht immer [[isentrop]], da auf dem Weg vom Einlass durch die Schaufelkränze bis zum Auslass durch [[Reibung]]s-, [[Stoß (Physik)|Stoß]]- und Drosselvorgänge ([[Dissipation]]) [[Entropie (Thermodynamik)|Entropie]] produziert werden kann. Dadurch wird die abgegebene [[Technische Arbeit]] einer [[Expansionsmaschine]] ([[Turbine]]) geringer als bei der verlustlosen isentropen Expansion, und beim [[Kompressionsmodul|Verdichten]] in einem [[Kompressor]] steigt die aufzubringende Arbeit.

Die Abbildung zeigt für beide Fälle den prinzipiellen Verlauf der [[Zustandsänderung]] im T-s-Diagramm, das sich für die [[Gasphase]] des Arbeitsmediums vom [[h-s-Diagramm]] qualitativ nicht unterscheidet.

== Gütegrad ==
Der [[erster Hauptsatz der Thermodynamik|erste Hauptsatz der Thermodynamik]] lautet für das [[Thermodynamisches_System #Offenes_System|offene System]]:

:<math>\dot{Q} + \dot{W_\mathrm{t}} = \dot H_\mathrm{2} - \dot H_\mathrm{1} + \underbrace{\dot m \cdot g \cdot \left( z_\mathrm{2} - z_\mathrm{1}\right) + {\dot m \over 2} \cdot \left( c_\mathrm{2}^2 - c_\mathrm{1}^2 \right)}_{\Delta E_a}</math>

Mit der Division durch den [[Massenstrom]] <math>\dot{m}</math>, unter Vernachlässigung der Wärmeübertragung (<math>q = 0</math>) und der äußeren Energien (<math>\Delta E_a = 0</math>) erhält man die einfache Gleichung für die [[Spezifische Größe|spezifischen Größen]]:

:<math>w_t = h_2 - h_1 </math>

Die technische Arbeit <math> w_t </math> ist also gleich der [[Enthalpie]]<nowiki/>differenz (nach der in der Thermodynamik gültigen [[Konvention]] ist die aus dem System abgeführte, d.&nbsp;h. gewonnene Arbeit negativ).

Somit ergibt sich für den [[Gütegrad]]&nbsp;ν der Turbine:

:<math> \nu_{\rm T} = \frac{h_1 - h_2}{h_1 - h_{\rm 2is}}  </math>

und des Verdichters:

:<math> \nu_{\rm V} = \frac{h_{\rm 2is} - h_1}{h_2 - h_1}  </math>

== Dissipierte Arbeit und Exergieverlust ==
Eine Form des [[zweiter Hauptsatz der Thermodynamik|zweiten Hauptsatzes der Thermodynamik]] ist die Gleichung:

:::<math> \ Tds = \delta{q} + \delta{w_{\rm diss}}</math>

Da keine Wärme übertragen wird (<math>\delta{q} = 0</math>), erkennt man aus dieser Gleichung, dass die Fläche im T-s-Diagramm unter dem Zustandsverlauf (rote Fläche in der Abbildung) die dissipierte Arbeit darstellt.

Die spezifische [[Exergie]], die verloren geht bzw. in [[Anergie]] umgewandelt wird, ergibt sich mit

:::<math>ex_{\rm verl} = T_U \cdot \Delta{s_{\rm irr}}</math>

als der Teil der Fläche, der unterhalb der Linie der Umgebungstemperatur liegt.

== Literatur ==
*[[Thermodynamik#Technische Thermodynamik|Literatur zur Technischen Thermodynamik]]

== Siehe auch ==
* [[quasi-statisch]] · [[Reversibler Prozess]]
* [[Temperatur]] · [[Wärme]]

[[Kategorie:Thermodynamik]]
[[Kategorie:Energietechnik]]

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