Gütegrad: Unterschied zwischen den Versionen

Aktuelle Version vom 13. Mai 2021, 14:41 Uhr

Der Gütegrad ν (gr. ny) ist ein Maß für die inneren Verluste einer Maschine und gibt an, wie weit ein realer thermodynamischer Prozess an den theoretischen idealen Vergleichsprozess (z. B. Carnot-Prozess, Joule-Prozess) einer Maschine angenähert ist:^[1]

\nu ={\frac {\eta _{\mathrm {real} }}{\eta _{\mathrm {ideal} }}}={\frac {\frac {P_{\mathrm {ab,real} }}{P_{\mathrm {zu} }}}{\frac {P_{\mathrm {ab,ideal} }}{P_{\mathrm {zu} }}}}={\frac {P_{\mathrm {ab,real} }}{P_{\mathrm {ab,ideal} }}}\leq 1

mit

dem Wirkungsgrad $\eta$
der Leistung P ( $_{\mathrm {ab} }$ : abgeführt, $_{\mathrm {zu} }$ : zugeführt).

Der Gütegrad wird häufig mit dem Wirkungsgrad verwechselt. Der Unterschied besteht darin, dass (vgl. Formel oben):

ein Wirkungsgrad jeweils das Verhältnis von genutzter (abgeführter) zu eingesetzter (zugeführter) Leistung bzw. Energie angibt;
Wirkungsgrade können für den realen und für den idealen Prozess gebildet werden;
der Gütegrad das Verhältnis von real genutzter zu idealerweise genutzter Leistung angibt;
der Gütegrad setzt daher die beiden Wirkungsgrade von realem und idealem Prozess ins Verhältnis.

Der reale Wirkungsgrad ist damit das Produkt aus dem Gütegrad und dem bestmöglichen Wirkungsgrad des theoretischen Vergleichsprozesses:^[1]^[2]

\Leftrightarrow \eta _{\text{real}}=\nu \cdot \eta _{\text{ideal}}

Beispielsweise bewegt sich der Gesamtgütegrad heutiger Verbrennungsmotoren im Bereich von 80 %, während der (reale) Wirkungsgrad etwa 45 % beträgt. Er wird näher differenziert in die Gütegrade der Verbrennung, des Brennverlaufs, des Heizverlaufs und des Ladungswechsels.

Im Unterschied zu Wirkungsgraden können manche Gütegrade auch in der Realität bei isentropischen Prozessen den Betrag 1 erreichen (siehe auch: Gütegrad adiabater Maschinen).

Andere Bedeutungen

Weiter wird als Gütegrad das Verhältnis von tatsächlicher zu bestmöglicher Leistung im Allgemeinen bezeichnet, z. B.

die Gütegrade von Bremskraft-^[3] und Seitenkraftverteilung^[4] in der Kfz-Technik
zur Beurteilung von Wärmeübertragern in der Physik^[5]
als Maß für die Maschinenfähigkeit^[6] oder
die Relation von Netto- zu Brutto-Anlagevermögen^[7] in der Betriebswirtschaft.

Einzelnachweise

↑ ^1,0 ^1,1 Uwe Todsen: Verbrennungsmotoren. Carl Hanser Verlag, 2017, ISBN 978-3-446-45227-5, S. 30 (eingeschränkte Vorschau in der Google-Buchsuche).
↑ Otto Kraemer: Bau und Berechnung der Verbrennungskraftmaschinen. Springer-Verlag, 1941, ISBN 978-3-662-37051-3, S. 12 (eingeschränkte Vorschau in der Google-Buchsuche).
↑ Bert Breuer, Karlheinz H. Bill: Bremsenhandbuch Grundlagen, Komponenten, Systeme, Fahrdynamik. Springer-Verlag, 2013, ISBN 978-3-322-99535-3, S. 14 (eingeschränkte Vorschau in der Google-Buchsuche).
↑ Michael Trzesniowski: Rennwagentechnik Grundlagen, Konstruktion, Komponenten, Systeme. Springer-Verlag, 2010, ISBN 978-3-8348-0857-8, S. 264 (eingeschränkte Vorschau in der Google-Buchsuche).
↑ F. Bosnjakovic, Karl F. Knoche: Technische Thermodynamik. Springer-Verlag, 2013, ISBN 978-3-642-61496-5, S. 171 (eingeschränkte Vorschau in der Google-Buchsuche).
↑ Matthias Strunz: Instandhaltung Grundlagen - Strategien - Werkstätten. Springer-Verlag, 2012, ISBN 978-3-642-27390-2, S. 214 (eingeschränkte Vorschau in der Google-Buchsuche).
↑ DEUTSCHES INSTITUT FUR WIRTSCHAFTSFORSCHUNG (INSTITUT FUR KONJUNKTURFORSCHUNG). DIW - BEITRAGE ZUR STRUKTURFORSCHUNG. Anlageinvestitionen und Anlagevermogen in Berlin (West) 1950 bis 1965. S. 39 (eingeschränkte Vorschau in der Google-Buchsuche).

[Uwe_Todsen-1] 1,0 ^1,1 Uwe Todsen: Verbrennungsmotoren. Carl Hanser Verlag, 2017, ISBN 978-3-446-45227-5, S. 30 (eingeschränkte Vorschau in der Google-Buchsuche).

[Otto_Kraemer-2] Otto Kraemer: Bau und Berechnung der Verbrennungskraftmaschinen. Springer-Verlag, 1941, ISBN 978-3-662-37051-3, S. 12 (eingeschränkte Vorschau in der Google-Buchsuche).

[Bert_Breuer,_Karlheinz_H._Bill-3] Bert Breuer, Karlheinz H. Bill: Bremsenhandbuch Grundlagen, Komponenten, Systeme, Fahrdynamik. Springer-Verlag, 2013, ISBN 978-3-322-99535-3, S. 14 (eingeschränkte Vorschau in der Google-Buchsuche).

[Michael_Trzesniowski-4] Michael Trzesniowski: Rennwagentechnik Grundlagen, Konstruktion, Komponenten, Systeme. Springer-Verlag, 2010, ISBN 978-3-8348-0857-8, S. 264 (eingeschränkte Vorschau in der Google-Buchsuche).

[F._Bosnjakovic,_Karl_F._Knoche-5] F. Bosnjakovic, Karl F. Knoche: Technische Thermodynamik. Springer-Verlag, 2013, ISBN 978-3-642-61496-5, S. 171 (eingeschränkte Vorschau in der Google-Buchsuche).

[Matthias_Strunz-6] Matthias Strunz: Instandhaltung Grundlagen - Strategien - Werkstätten. Springer-Verlag, 2012, ISBN 978-3-642-27390-2, S. 214 (eingeschränkte Vorschau in der Google-Buchsuche).

[7] DEUTSCHES INSTITUT FUR WIRTSCHAFTSFORSCHUNG (INSTITUT FUR KONJUNKTURFORSCHUNG). DIW - BEITRAGE ZUR STRUKTURFORSCHUNG. Anlageinvestitionen und Anlagevermogen in Berlin (West) 1950 bis 1965. S. 39 (eingeschränkte Vorschau in der Google-Buchsuche).

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-Der '''Gütegrad''' drückt die Annäherung des Realprozesses an den theoretischen Idealprozess einer Maschine aus.<ref name="Uwe Todsen">{{Literatur| Autor=Uwe Todsen | Titel=Verbrennungsmotoren  | Verlag=Carl Hanser Verlag GmbH Co KG | ISBN=3-446-45227-3 | Jahr=2017 | Online={{Google Buch | BuchID=9R8RDgAAQBAJ | Seite=30 }} | Seiten=30 }}</ref> Er ist ein Maß für die inneren Verluste einer Maschine und gibt an, wie weit ein Prozess an den theoretischen Vergleichsprozess (z.&nbsp;B. [[Carnot-Prozess]], [[Joule-Prozess]])  angenähert ist.
+Der '''Gütegrad'''&nbsp;ν (gr. [[ny]]) ist ein Maß für die inneren Verluste einer [[Maschine]] und gibt an, wie weit ein realer [[thermodynamischer Prozess]] an den theoretischen idealen [[Vergleichsprozess]] (z.&nbsp;B. [[Carnot-Prozess]], [[Joule-Prozess]]) einer Maschine angenähert ist:<ref name="Uwe Todsen">{{Literatur |Autor=Uwe Todsen |Titel=Verbrennungsmotoren |Verlag=Carl Hanser Verlag |Datum=2017 |ISBN=978-3-446-45227-5 |Seiten=30 |Online={{Google Buch | BuchID=9R8RDgAAQBAJ | Seite=30 }}}}</ref>
-:<math>\eta = \frac{P_\mathrm{real}}{P_\mathrm{ideal}}</math>
+:<math>\nu = \frac{\eta_\mathrm{real}}{\eta_\mathrm{ideal}}
-bzw.
+           = \frac{\frac{P_\mathrm{ab, real}}{P_\mathrm{zu}}}{\frac{P_\mathrm{ab, ideal}}{P_\mathrm{zu}}}
-:<math>\eta = \frac{\eta_\mathrm{real}}{\eta_\mathrm{ideal}}</math>
+           =       \frac{P_\mathrm{ab, real}}                      {P_\mathrm{ab, ideal}} \leq 1</math>
-Der Gütegrad wird häufig mit dem [[Wirkungsgrad]] verwechselt. Der Unterschied zum Wirkungsgrad besteht darin, dass sich der Wirkungsgrad aus dem [[Quotient|Verhältnis]] aus tatsächlich genutzter [[Energie]] zur eingesetzten Energie zusammensetzt. Der reale Wirkungsgrad ist damit das Produkt aus dem theoretischen Vergleichsprozess und dem Gütegrad.<ref name="Uwe Todsen" /><ref name="Otto Kraemer">{{Literatur| Autor=Otto Kraemer | Titel=Bau und Berechnung der Verbrennungskraftmaschinen  | Verlag=Springer-Verlag | ISBN=978-3-662-37051-3 | Jahr=1941 | Online={{Google Buch | BuchID=r3OXBwAAQBAJ | Seite=12 }} | Seiten=12 }}</ref>
+mit
+* dem [[Wirkungsgrad]] <math>\eta</math>
+* der [[Leistung (Physik)|Leistung]]&nbsp;P (<math>_\mathrm{ab}</math>:&nbsp;abgeführt, <math>_\mathrm{zu}</math>: zugeführt).
-:<math>\eta = \eta_{ideal} \cdot \eta_{G}</math>
+Der Gütegrad wird häufig mit dem Wirkungsgrad verwechselt. Der Unterschied besteht darin, dass (vgl. Formel oben):
+* ein Wirkungsgrad jeweils das [[Quotient|Verhältnis]] von genutzter (abgeführter) zu ''eingesetzter'' (zugeführter) Leistung bzw. [[Energie]] angibt;<br />Wirkungsgrade können für den realen und für den idealen Prozess gebildet werden;
+* der Gütegrad das Verhältnis von real genutzter zu ''idealerweise genutzter'' Leistung angibt;<br />der Gütegrad setzt daher die beiden Wirkungsgrade von realem und idealem Prozess ins Verhältnis.
-Beispielsweise bewegt sich der Gesamtgütegrad von heutigen Verbrennungsmotoren im Bereich von 80&nbsp;%, während der Wirkungsgrad etwa 45&nbsp;% beträgt. Er wird näher differenziert in die Gütegrade der Verbrennung, des Brennverlaufs, des Heizverlaufs und des Ladungswechsels.
+Der reale Wirkungsgrad ist damit das Produkt aus dem Gütegrad und dem bestmöglichen Wirkungsgrad des theoretischen Vergleichsprozesses:<ref name="Uwe Todsen" /><ref name="Otto Kraemer">{{Literatur |Autor=Otto Kraemer |Titel=Bau und Berechnung der Verbrennungskraftmaschinen |Verlag=Springer-Verlag |Datum=1941 |ISBN=978-3-662-37051-3 |Seiten=12 |Online={{Google Buch | BuchID=r3OXBwAAQBAJ | Seite=12 }}}}</ref>
-(siehe auch: Gütegrad [[Adiabate Maschine#Gütegrad|adiabater Maschinen]]!)
-Weiter wird als Gütegrad das Verhältnis tatsächlicher zu bestmöglicher Leistung im Allgemeinen bezeichnet, z.B. die Gütegrade von Bremskraftverteilung<ref name="Bert Breuer, Karlheinz H. Bill">{{Literatur| Autor=Bert Breuer, Karlheinz H. Bill | Titel=Bremsenhandbuch Grundlagen, Komponenten, Systeme, Fahrdynamik | Verlag=Springer-Verlag | ISBN=978-3-322-99535-3 | Jahr=2013 | Online={{Google Buch | BuchID=KxHuBQAAQBAJ | Seite=14 }} | Seiten=14 }}</ref> und Seitenkraftverteilung<ref name="Michael Trzesniowski">{{Literatur| Autor=Michael Trzesniowski | Titel=Rennwagentechnik Grundlagen, Konstruktion, Komponenten, Systeme | Verlag=Springer-Verlag | ISBN=978-3-8348-0857-8 | Jahr=2010 | Online={{Google Buch | BuchID=4XAD3c-d0QQC | Seite=264 }} | Seiten=264 }}</ref> in der Kfz-Technik, Beurteilung von Wärmeübertragern in der Physik<ref name="F. Bosnjakovic, Karl F. Knoche">{{Literatur| Autor=F. Bosnjakovic, Karl F. Knoche | Titel=Technische Thermodynamik  | Verlag=Springer-Verlag | ISBN=978-3-642-61496-5 | Jahr=2013 | Online={{Google Buch | BuchID=1qDyBQAAQBAJ | Seite=171 }} | Seiten=171 }}</ref>, Maß für die Maschinenfähigkeit<ref name="Matthias Strunz">{{Literatur| Autor=Matthias Strunz | Titel=Instandhaltung Grundlagen - Strategien - Werkstätten | Verlag=Springer-Verlag | ISBN=978-3-642-27390-2 | Jahr=2012 | Online={{Google Buch | BuchID=aqnHx1mztd0C | Seite=214 }} | Seiten=214 }}</ref> oder die Relation von Netto- zu Brutto-Anlagevermögen<ref name="">{{Literatur| Autor= | Titel=DEUTSCHES INSTITUT FUR WIRTSCHAFTSFORSCHUNG (INSTITUT FUR KONJUNKTURFORSCHUNG). DIW - BEITRAGE ZUR STRUKTURFORSCHUNG. Anlageinvestitionen und Anlagevermogen in Berlin (West) 1950 bis 1965.  | Verlag= | ISBN= | Jahr= | Online={{Google Buch | BuchID=k1_i57TSJvwC | Seite=39 }} | Seiten=39 }}</ref> in der Betriebswirtschaft. Im Unterschied zu Wirkungsgraden können manche Gütegrade auch in der Realität den Betrag 1 erreichen.
+:<math>\Leftrightarrow \eta_\text{real} = \nu \cdot \eta_\text{ideal}</math>
+Beispielsweise bewegt sich der Gesamtgütegrad heutiger [[Verbrennungsmotor]]en im Bereich von&nbsp;80 %, während der (reale) Wirkungsgrad etwa&nbsp;45 % beträgt. Er wird näher differenziert in die Gütegrade der Verbrennung, des Brennverlaufs, des Heizverlaufs und des [[Ladungswechsel]]s.
+Im Unterschied zu Wirkungsgraden können manche Gütegrade auch in der Realität bei [[Isentrope Zustandsänderung|isentropischen Prozessen]] den Betrag&nbsp;1 erreichen (siehe auch: [[Adiabate Maschine#Gütegrad|Gütegrad adiabater Maschinen]]).
+== Andere Bedeutungen ==
+Weiter wird als Gütegrad das Verhältnis von tatsächlicher zu bestmöglicher Leistung im Allgemeinen bezeichnet, z.&nbsp;B.
+* die Gütegrade von Bremskraft-<ref name="Bert Breuer, Karlheinz H. Bill">{{Literatur |Autor=Bert Breuer, Karlheinz H. Bill |Titel=Bremsenhandbuch Grundlagen, Komponenten, Systeme, Fahrdynamik |Verlag=Springer-Verlag |Datum=2013 |ISBN=978-3-322-99535-3 |Seiten=14 |Online={{Google Buch | BuchID=KxHuBQAAQBAJ | Seite=14 }}}}</ref> und Seitenkraftverteilung<ref name="Michael Trzesniowski">{{Literatur |Autor=Michael Trzesniowski |Titel=Rennwagentechnik Grundlagen, Konstruktion, Komponenten, Systeme |Verlag=Springer-Verlag |Datum=2010 |ISBN=978-3-8348-0857-8 |Seiten=264 |Online={{Google Buch | BuchID=4XAD3c-d0QQC | Seite=264 }}}}</ref> in der Kfz-Technik
+* zur Beurteilung von [[Wärmeübertrager]]n in der Physik<ref name="F. Bosnjakovic, Karl F. Knoche">{{Literatur |Autor=F. Bosnjakovic, Karl F. Knoche |Titel=Technische Thermodynamik |Verlag=Springer-Verlag |Datum=2013 |ISBN=978-3-642-61496-5 |Seiten=171 |Online={{Google Buch | BuchID=1qDyBQAAQBAJ | Seite=171 }}}}</ref>
+* als Maß für die [[Maschinenfähigkeit]]<ref name="Matthias Strunz">{{Literatur |Autor=Matthias Strunz |Titel=Instandhaltung Grundlagen - Strategien - Werkstätten |Verlag=Springer-Verlag |Datum=2012 |ISBN=978-3-642-27390-2 |Seiten=214 |Online={{Google Buch | BuchID=aqnHx1mztd0C | Seite=214 }}}}</ref> oder
+* die Relation von Netto- zu Brutto-[[Anlagevermögen]]<ref>{{Literatur |Titel=DEUTSCHES INSTITUT FUR WIRTSCHAFTSFORSCHUNG (INSTITUT FUR KONJUNKTURFORSCHUNG). DIW - BEITRAGE ZUR STRUKTURFORSCHUNG. Anlageinvestitionen und Anlagevermogen in Berlin (West) 1950 bis 1965. |Seiten=39 |Online={{Google Buch | BuchID=k1_i57TSJvwC | Seite=39 }}}}</ref> in der Betriebswirtschaft.
 == Einzelnachweise ==
 <references />
-{{DEFAULTSORT:Gutegrad}}
+{{SORTIERUNG:Gutegrad}}
 [[Kategorie:Kennzahl (Thermodynamik)]]