Optimierung und Bewertung von Anlagen zur Erzeugung von ...

Anhang 1 – Modellierung 151
P
W
�
Verd
el,
ein
(A-87)
�mech
Die Verlustwärme ergibt sich aus der Differenz der elektrischen Eingangsleistung P el,
ein
und der Verdichtungsarbeit W Verd (Gleichung (A-88)).
Q� �W
(A-88)
V � Pel,
ein
Verd
Zur Berechnung der Verdichtungsarbeit wird die Differenz aus der Enthalpie des
eintretenden Gases H � G , ein und des austretenden Gases H � G , aus gebildet (Gleichung (A-89)).
� � � �
(A-89)
W Verd HG;
aus HG,
ein
Die Enthalpie des austretenden Gases H � G , aus kann mit Hilfe des isentropen Wirkungsgrades
� is , der Enthalpie des eintretenden Gases H � G , ein und der Enthalpie des austretenden Gases
bei isentroper Zustandänderung H � G , aus , is berechnet werden (Gleichung (A-90))
[Baehr 2002]:
H�
�H�
� (A-90)
G,
aus,
is G,
ein
is,
Kompressor�
H�
G,
aus �H�
G,
ein
Die Enthalpie des austretenden Gases bei isentroper Verdichtung H � G , aus , is kann mit Hilfe
der Temperatur des austretenden Gases bei isentroper Zustandsänderung T G,
aus,
is bestimmt
werden. Diese wird unter Verwendung der Isentropengleichung mit Hilfe der Temperatur
des eintretenden Gases T G,
ein , des Drucks des eintretenden Gases p G , ein , der idealen
Gaskonstante R, der molaren Wärmekapazität ig c p und des Drucks des austretenden Gases
p G , aus ermittelt (Gleichung (A-91)).
�T
�
�
� T
G,
aus,
is
G,
ein
� � p
� � �
� �
� � p
G,
aus
G,
ein
�
�
�
�
c
R
ig p
(A-91)
Der Druck des austretenden Gases p G , aus wird vom Anwender des Simulationsprogramms
vorgegeben. Aufgrund des Einflusses der Gasaustrittstemperatur sowohl auf die
Wärmekapazität als auch auf den Gasaustrittsdruck in der Isentropengleichung
(Gleichung (A-91)) wird diese iterativ bestimmt.
Anhang 1.3.7 Turbine
In den vom Simulationsprogramm abgebildeten Turbinen wird das eintretende Medium
unter Abfuhr technischer Arbeit bzw. elektrischer Leistung auf ein niedrigeres
Druckniveau als das des Eintrittszustandes entspannt.