Leute, ihr strapaziert meine Nerven. Aber echt.
Könnt Ihr, statt nach dem Seitenbetreiber zu rufen, nicht einfach Ruhe geben?
Jeder hat hier seine eigene Schreibe, ein paar User dabei eine sehr "ausgeprägte".

Genießt diese Vielfalt, aber reitet nicht weiter darauf herum. Das meine ich jetzt Ernst. Kein Fingerpointing mehr!

Die Zeit letztes Jahr im Herbst, in der ich das Forum mal ein paar Wochen vom Netz genommen habe, war eine Wohltat für mich.
Wenn sich das hier nicht bessert, werde ich mir wieder mal eine Auszeit nehmen.

Gruß
Thomas

.. wenn man das gelesen und akzeptiert hat, kann man es oben rechts wegklicken

Theoretische Frage zur Überhitzung hinter dem Kompressor

Karli
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Re: Theoretische Frage zur Überhitzung hinter dem Kompressor

Beitrag von Karli »

Ja gut kann sein, dass man die Heißgas-Überhitzung nicht benennen muss, aber wenn ich genau dazu eine Frage habe, muss ich ja irgendwie ausdrücken, was ich meine. Mein Versuch dazu steht in der Überschrift und führte zur Verwechslung mit der Überhitzung hinter dem Verdampfer.

Landro hat mir einen sehr wichtigen Hinweis gegeben, der zwar eigentlich offensichtlich ist, aber den ich einfach immer übersehen habe: Dass die Verflüssigungsethalpie eine andere sein kann, als die Verdampfungsenthalpie. Habe mir schon tausendmal die log(p)-H-Diagramme angeschaut und es ist mir einfach nicht bewusst geworden. Da sieht man doch direkt, dass die Enthalpien bei Unterschiedlichen Temperaturen/Drücken in der Regel unterschiedlich sind. 🤦‍♂️

Diese Diagramme gehen immer genau vom perfekten Kompressor aus, also 100% Wirkungsgrad und perfekter adiabatischer Kompression. Dabei ist mir an einem Diagramm heute morgen aufgefallen, dass die adiabatische Zustandsänderung genau auf einer Entropielinie verläuft. Beim weiteren Googeln ist mir dann klar geworden, dass es zwischen Adiabaten und Isotropen einen fast eindeutigen Zusammenhang gibt. Damit kam ich jetzt auch wesentlich näher an den Begriff der Entropie heran.

Adiabaten sind mir aus der Meteorologie vom Pilotenschein vor Zig Jahren sehr gut bekannt. Wie mir heute aufgefallen ist, gibt es einen starken Zusammenhang zwischen Adiabaten und Entropie nämlich dass bei reversiblen adiabatischen Zustandsänderungen die Entropie immer gleich ist.
Wenn ich jetzt noch wüsste, ob die adiabatischen Vorgänge im Kompressionsvorgang von Gasen immer reversibel sind, hätte ich die Entropie für meine Bedürfnisse erst mal voll erschlagen und könnte für den für mich bisher im wahrsten Sinne "unvorstellbaren" Begriff "Entropie" und die entsprechenden Linien in den Diagrammen, den Isentropen immer das Gegenstück aus der Welt der Adiabaten nehmen - dann könnte ich mir auch etwas darunter vorstellen. Derjenige, der sich die Erklärung "Entropie sei ein Maß für die Unordnung" erfunden hat, sollte nachträglich das Gehirn verfaulen. :chief:


Der Groschen rutscht, aber ganz gefallen ist er immer noch nicht.
Landro
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Re: Theoretische Frage zur Überhitzung hinter dem Kompressor

Beitrag von Landro »

Ich bin dafür, den Verdichter in den Zustandsraum zu stellen, weil man ihn dann weder im Innenraum noch draußen hört :mrgreen:

https://de.wikipedia.org/wiki/Datei:P-v-T-Diagramm.jpg

Bild
Karli
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Re: Theoretische Frage zur Überhitzung hinter dem Kompressor

Beitrag von Karli »

Jetzt verstehe ich auch das "raum" im Wort Zustandsraum. Bisher kannte ich das Diagramm nur als Fläche. .
Trotzdem wundere ich mich dass der blaue Bereich aussieht wie eine nach hinten gekippte Fläche.Hätte eher einen dreidimensionalen Körper erwartet oder zumindest eine gebogene Fläche.
Landro
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Re: Theoretische Frage zur Überhitzung hinter dem Kompressor

Beitrag von Landro »

Eigentlich ist die Fläche ja gebogen. Der blaue Bereich ist flach, weil Flüssigkeit und Dampf unterhalb des kritischen Punktes ihre eigenen gebogenen Flächen haben. Unter Vernachlässigung des spezifischen Volumens (also bei Projektion auf die p-t-Ebene) sind die Siede- und Taulinie ja deckungsgleich, also eine einzige Linie. Allerdings haben Flüssigkeit und Dampf dort unterschiedliche spezifische Volumen. Die Verbindung auf der Volumen-Ebene muss also eine ebene Fläche sein. Wo man sich auf dieser Fläche befindet (z.B. auf dem waagerechten Teil der Isobare), hängt davon ab, wie groß der Anteil an Flüssigkeit im Nassdampf ist (bzw. zu welchem Teil der Behälter mit Flüssigkeit oder Dampf gefüllt ist).
Landro
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Re: Theoretische Frage zur Überhitzung hinter dem Kompressor

Beitrag von Landro »

Hat eigentlich jemand irgendwo ein p-v-T-Diagramm (oder einen Link zu einem) von einem gebräuchlichen KM, bei dem vielleicht auch noch schön eine Isotherme, eine Isobare und eine Adiabate eingezeichnet sind, die sich an einem technisch relevanten Punkt treffen?
Karli
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Re: Theoretische Frage zur Überhitzung hinter dem Kompressor

Beitrag von Karli »

Wow Landro, ich habe den Eindruck du hast sehr tiefgehendes Wissen. ☺👍
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Re: Theoretische Frage zur Überhitzung hinter dem Kompressor

Beitrag von Lger »

Verstehe ich die Abbildung richtig so, dass die Überhitzung korrekt auf die Isotherme durch den kritischen Punkt, und nicht, wie ich angenommen habe, auf den nächstgelegenen Phasenübergang bezogen wird?

@bennisg:
Ich denke, dass die hübsche Abbildung oben klarstellt, worum es beim Zustandsraum geht, und dass es sich nicht um Wahrscheinlichkeiten dreht, sondern dass es sich entweder um den relevanten Teil des 3-dimensionalen Thermodynamik-Raums (im Bild in (p, V, T)-Koordinaten) oder um die dort einbettbare Mannigfaltigkeit handelt. Das ist eine Konventionsfrage. Gas und Flüssigkeit zusammen gibt's im Gerät in den WTern und im Diagramm zwischen Sieden und Tauen.
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Re: Theoretische Frage zur Überhitzung hinter dem Kompressor

Beitrag von bennisg »

Die Abbildung erläutet einiges, aber der Begriff „Zustandsraum“ erklärt sich mir dadurch nicht. Einfaches googeln bringt mich da schneller zur Definition von „Zustandsraum“.
Vor allem verstehe ich nicht, was Du damit meintest, dass mutmaßlich einige hier die „KM-Zustände manchmal nicht im ganzen Zustandsraum als möglich“ sehen. Auch das Diagramm verdeutlicht mir nicht, was einige hier im Forum als möglich sehen.
Landro
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Re: Theoretische Frage zur Überhitzung hinter dem Kompressor

Beitrag von Landro »

@Karli: Danke für die Blumen, aber in Bezug auf Kältemaschinen ist mein Wissen eigentlich recht begrenzt. Ich kann mich halt einigermaßen in technische Dinge einlesen, wenn ich die nötigen Infos irgendwo finde und einigermaßen verstehe.

Wegen dem p-v-T-Diagramm, da beschreibt die Oberfläche (die in Teilen ja nur zu erahnen ist), den möglichen Zustand des betrachteten Stoffes.

In einem stationären Zustand hat der Stoff eben eine bestimmte Temperatur, und je nach Druck einen bestimmten Aggregatzustand und ein bestimmtes spezifisches Volumen. Druck und spezifisches Volumen hängen im Fall von hermetischen Systemen von der Stoffmenge und dem Systemvolumen ab.
Wenn ich bei gleicher Temperatur mehr Stoff in einem gegebenen Volumen habe, muss das spezifische Volumen ja kleiner sein, weil ich jetzt mehr Stoff pro Volumen habe, also weniger Volumen pro Stoffmenge. Bei gegebener Temperatur besteht dann eben ein höherer Druck.
Im Bereich der Nassdampfebene ist der Druck allerdings gleich (Dampfdruck bei der gegebenen Temperatur), aber dafür der Flüssigkeitsanteil im Nassdampf höher.

Lustig wird es dann, wenn ich Energie von außen zuführe oder Energie entnehme, sei es thermische Energie (wie im Verdampfer oder im Kondensator) oder Arbeitsenergie (wie z.B. im Verdichter).

Beim Verdichten (von trockenem, also überhitztem) Heißdampf verringere ich das Volumen für die gleichbleibende Stoffmenge, wodurch sich der Druck erhöht. Außerdem erhöht sich dabei die Temperatur, weshalb die Druckerhöhung nicht proportional zur Verdichtung erfolgt, sondern überproportional. Deshalb ist die Adiabate ja auch steiler als die Isotherme. Im Diagramm verschiebt sich die Position also in Richtung links oben hinten (jetzt wäre ein p-v-T-Diagramm mit einer eingezeichneten Diabate recht nice, auf der wir das verfolgen könnten), bleibt aber noch rechts der Nassdampfebene (hoffentlich).
Da im Idealfall zwischen Verdichter und Drossel kein Druckabfall herrscht, bleiben wir in dem Bereich auf einer Isobaren (die haben wir ja in dem Diagramm). Vom Verdichterausgang zur Drossel durchwandert der Stoff (unser KM) dann auf der Isobaren das Nassdampfgebiet (idealerweise im Kondensator) in Richtung niedrigerer Temperaturen (also nach vorne) und landet schließlich wider im flüssigen Bereich.
Die Drossel entspannt die Flüssigkeit dann wieder einigermaßen adiabatisch, weshalb sich die Position im Diagramm in Richtung rechts unten vorne verschiebt (da wäre eine zweite eingezeichnete Adiabate ganz gut). Je nach vorheriger Unterkühlung im Kondensator (also je nachdem, wie weit sich die Position auf der Isobaren im flüssigen Bereich von der Nassdampfebene weg verschoben hat), ist der Stoff dann noch ganz flüssig oder schon ein Stück weit innerhalb der Nassdampfebene.
Von der Drossel bis zum Verdichtereingang bewegen wir uns dann (idealerweise) auf einer zweiten Isobaren in Richtung höherer Temperaturen (also nach hinten) und durchqueren dabei wieder die Nassdampfebene nach rechts (hoffentlich komplett innerhalb des Verdampfers), bis der Stoff wieder als trockener, überhitzter Heißdampf vorliegt.
Lger
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Re: Theoretische Frage zur Überhitzung hinter dem Kompressor

Beitrag von Lger »

@bennisg: Googlen ist ohnedies g'scheiter als meine Mutmaßungen. :mrgreen:
Karli
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Re: Theoretische Frage zur Überhitzung hinter dem Kompressor

Beitrag von Karli »

Landro, das muss ich mir heute Abend im Bett in aller Ruhe mehrmals durchlesen. Auf jeden Fall vielen Dank für deine superkompetenten Antworten!
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