Samstag, 1. September 2012

Adiabate Verbrennungstemperatur, Exergieverlust und exergetischer Wirkungsgrad



Abb. 26.1. Enthalpie-Temperatur-Diagramm (h, t – Diagramm) zur graphischen Bestimmung der adiabaten Verbrennungstemperatur tad. Verbrennung von Erdgas H (Nordsee/Ekofisk) bei p = 100 kPa mit trockener Luft. Die Horizontale, die die Kurven vor und nach der Reaktion desselben Luftverhältnisses λ schneidet, liefert mit dem linken Schnittpunkt die Brenngas/Luft-Temperatur, und mit dem rechten Schnittpunkt die adiabate Verbrennungstemperatur tad jeweils auf der Temperaturachse.



Abb. 26.2. Adiabate Verbrennungstemperatur tad von Erdgas H (Nordsee/Ekofisk) bei Verbrennung mit trockener Luft als Funktion des Luftverhältnisses λ. Die Brenngastemperatur ist t0 = 25 °C, die Lufttemperatur tL ist Parameter.  Berechnung mit Berücksichtigung der Dissoziation beim Druck p0 = 100 kPa nach David G. Goodwin (Programm: Cantera).


Tab. 26.1. Adiabate Verbrennungstemperatur tad von Erdgas H (Nordsee/Ekofisk) in Abhängigkeit vom Luftverhältnis λ und der Temperatur tL der vorgewärmten trockenen Luft. Die Brenngastemperatur ist t0 = 25 °C. Berechnung mit Berücksichtigung der Dissoziation beim Druck p0 = 100 kPa nach David G. Goodwin (Programm: Cantera).
----------------------------------------------------------------------------
    tL                             Luftverhältnis λ
   °C      0,40      0,60      0,80      1,00      1,20      1,40      1,60
----------------------------------------------------------------------------
   -50    954,85   1467,98   1780,66   1918,75   1728,76   1540,64   1386,03
   -25    971,54   1485,01   1797,37   1931,17   1745,07   1558,47   1404,64
     0    988,33   1502,08   1814,05   1943,46   1761,26   1576,26   1423,22
    25   1005,24   1519,22   1830,71   1955,62   1777,34   1594,01   1441,79
    50   1022,29   1536,45   1847,35   1967,68   1793,32   1611,72   1460,35

    75   1039,50   1553,77   1863,98   1979,64   1809,19   1629,41   1478,91
   100   1056,88   1571,21   1880,60   1991,51   1824,97   1647,09   1497,49
   125   1074,45   1588,76   1897,21   2003,30   1840,64   1664,75   1516,09
   150   1092,23   1606,44   1913,80   2015,01   1856,21   1682,39   1534,70
   175   1110,20   1624,26   1930,38   2026,65   1871,68   1700,02   1553,35

   200   1128,40   1642,21   1946,93   2038,22   1887,05   1717,63   1572,02
   225   1146,81   1660,31   1963,44   2049,73   1902,31   1735,23   1590,73
   250   1165,44   1678,54   1979,90   2061,18   1917,45   1752,80   1609,46
   275   1184,30   1696,91   1996,30   2072,57   1932,49   1770,34   1628,22
   300   1203,38   1715,42   2012,62   2083,90   1947,40   1787,84   1647,00

   350   1242,21   1752,81   2044,95   2106,39   1976,85   1822,70   1684,60
   400   1281,90   1790,66   2076,77   2128,65   2005,78   1857,31   1722,22
   450   1322,42   1828,89   2107,94   2150,69   2034,15   1891,56   1759,78
   500   1363,70   1867,40   2138,34   2172,50   2061,95   1925,38   1797,18
   550   1405,70   1906,06   2167,86   2194,06   2089,14   1958,66   1834,33

   600   1448,33   1944,75   2196,44   2215,37   2115,72   1991,32   1871,11
   650   1491,55   1983,32   2224,04   2236,41   2141,69   2023,29   1907,39
   700   1535,28   2021,64   2250,66   2257,19   2167,05   2054,49   1943,08
   750   1579,44   2059,57   2276,30   2277,68   2191,79   2084,88   1978,05
   800   1623,90   2096,91   2300,99   2297,86   2215,93   2114,42   2012,21

   850   1668,55   2133,53   2324,78   2317,75   2239,47   2143,10   2045,49
   900   1713,31   2169,34   2347,73   2337,34   2262,46   2170,94   2077,86
   950   1758,06   2204,21   2369,90   2356,63   2284,91   2197,96   2109,30
  1000   1802,71   2238,08   2391,36   2375,64   2306,85   2224,18   2139,79
  1050   1847,14   2270,87   2412,16   2394,37   2328,31   2249,65   2169,35

  1100   1891,21   2302,55   2432,35   2412,81   2349,30   2274,39   2197,99
  1150   1934,80   2333,09   2451,98   2430,99   2369,86   2298,43   2225,73
  1200   1977,80   2362,47   2471,10   2448,89   2390,01   2321,83   2252,62
  1250   2020,06   2390,71   2489,73   2466,54   2409,75   2344,61   2278,68
  1300   2061,49   2417,84   2507,91   2483,93   2429,12   2366,81   2303,96



Abb. 26.3. Enthalpie-Temperatur-Diagramm (h, t–Diagramm) zur graphischen Bestimmung der adiabaten Verbrennungstemperatur tad. Verbrennung von durchschnittlichem Biogas bei p = 100 kPa mit trockener Luft. Die Horizontale, die die Kurven vor und nach der Reaktion desselben Luftverhältnisses λ schneidet, liefert mit dem linken Schnittpunkt die Brenngas/Luft-Temperatur, und mit dem rechten Schnittpunkt die adiabate Verbrennungstemperatur tad jeweils auf der Temperaturachse.



Abb. 26.4. Adiabate Verbrennungstemperatur tad von durchschnittlichem Biogas bei Verbrennung mit trockener Luft als Funktion des Luftverhältnisses λ. Die Brenngastemperatur ist t0 = 25 °C, die Lufttemperatur tL ist Parameter. Berechnung mit Berücksichtigung der Dissoziation beim Druck p0 = 100 kPa nach David G. Goodwin (Programm: Cantera).


Tab. 26.2. Adiabate Verbrennungstemperatur tad von durchschnittlichem Biogas in Abhängigkeit vom Luftverhältnis λ und der Temperatur tL der vorgewärmten trockenen Luft. Die Brenngastemperatur ist t0 = 25 °C. Berechnung mit Berücksichtigung der Dissoziation beim Druck p0 = 100 kPa nach David G. Goodwin (Programm: Cantera).
----------------------------------------------------------------------------
    tL                             Luftverhältnis λ
   °C      0,40      0,60      0,80      1,00      1,20      1,40      1,60
----------------------------------------------------------------------------
   -50    818,62   1308,13   1631,67   1806,51   1629,68   1460,41   1320,96
   -25    829,23   1320,83   1645,27   1817,60   1644,06   1476,11   1337,50
     0    839,87   1333,51   1658,86   1828,57   1658,35   1491,76   1354,00
    25    850,54   1346,20   1672,41   1839,42   1672,54   1507,36   1370,46
    50    861,24   1358,90   1685,95   1850,16   1686,65   1522,92   1386,89

    75    871,98   1371,61   1699,48   1860,80   1700,68   1538,44   1403,30
   100    882,75   1384,34   1712,99   1871,34   1714,62   1553,93   1419,70
   125    893,57   1397,09   1726,50   1881,79   1728,49   1569,39   1436,08
   150    904,43   1409,87   1740,00   1892,14   1742,26   1584,82   1452,46
   175    915,34   1422,69   1753,49   1902,41   1755,96   1600,23   1468,84

   200    926,31   1435,54   1766,98   1912,60   1769,57   1615,61   1485,21
   225    937,32   1448,43   1780,47   1922,71   1783,10   1630,97   1501,60
   250    948,39   1461,36   1793,95   1932,74   1796,53   1646,31   1517,98
   275    959,51   1474,35   1807,43   1942,70   1809,89   1661,62   1534,38
   300    970,70   1487,38   1820,89   1952,59   1823,15   1676,91   1550,78

   350    993,26   1513,61   1847,78   1972,17   1849,39   1707,39   1583,61
   400   1016,09   1540,05   1874,59   1991,50   1875,24   1737,72   1616,46
   450   1039,18   1566,72   1901,26   2010,57   1900,67   1767,87   1649,30
   500   1062,54   1593,62   1927,73   2029,41   1925,66   1797,79   1682,10
   550   1086,16   1620,73   1953,93   2048,00   1950,18   1827,41   1714,79

   600   1110,04   1648,03   1979,76   2066,36   1974,21   1856,67   1747,33
   650   1134,15   1675,49   2005,14   2084,46   1997,73   1885,50   1779,62
   700   1158,48   1703,07   2029,98   2102,31   2020,72   1913,82   1811,57
   750   1182,98   1730,72   2054,19   2119,88   2043,16   1941,56   1843,10
   800   1207,64   1758,40   2077,71   2137,18   2065,05   1968,68   1874,12

   850   1232,45   1786,09   2100,51   2154,20   2086,39   1995,15   1904,59
   900   1257,40   1813,76   2122,57   2170,96   2107,22   2020,96   1934,44
   950   1282,48   1841,36   2143,90   2187,46   2127,54   2046,09   1963,62
  1000   1307,68   1868,86   2164,49   2203,71   2147,37   2070,54   1992,12
  1050   1332,98   1896,23   2184,37   2219,70   2166,74   2094,33   2019,89

  1100   1358,39   1923,43   2203,58   2235,45   2185,66   2117,45   2046,92
  1150   1383,89   1950,40   2222,15   2250,97   2204,15   2139,94   2073,21
  1200   1409,47   1977,11   2240,11   2266,25   2222,24   2161,82   2098,76
  1250   1435,12   2003,52   2257,51   2281,31   2239,94   2183,10   2123,58
  1300   1460,83   2029,58   2274,38   2296,15   2257,27   2203,81   2147,67



Abb. 26.5. Exergetischer Wirkungsgrad ζ der adiabaten Verbrennung von Erdgas H (Nordsee/Ekofisk) in Abhängigkeit vom Luftverhältnis λ und der Temperatur tL der vorgewärmten trockenen Luft. Die Brenngastemperatur ist t0 = 25 °C. Der exergetische Wirkungsgrad ζ ergibt sich aus dem spezifischen Exergieverlust ev und der spezifischen Exergie des Brennstoffes eB gemäß ζ = 1–ev/eB. Näheres bei H. D. Baehr und S. Kabelac: Thermodynamik. 13. Aufl. Berlin: Springer 2006. Berechnung mit Berücksichtigung der Dissoziation beim Druck p0 = 100 kPa nach David G. Goodwin (Programm: Cantera).



Abb. 26.6. Exergetischer Wirkungsgrad ζ der adiabaten Verbrennung von durch-schnittlichem  Biogas in Abhängigkeit vom Luftverhältnis λ und der Temperatur tL der vorgewärmten trockenen Luft. Die Brenngastemperatur ist t0 = 25 °C. Weitere Angaben siehe Abb. 26.5.