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Aufgabenstellung:

In einer adiabaten Drossel soll überhitzter Wasserdampf vom Zustand auf bar gedrosselt werden.

  1. Bestimmen Sie die Temperatur . Hierbei soll idealisiert angenommen werden, dass es sich beim überhitzen Dampf um ein ideales Gas handelt.

  2. Bestimmen Sie für den realen Fall.

Annahme:

  • Die Änderung der äußeren Energien kann vernachlässigt werden.

Lösungsweg:

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Allgemein zur Berechnung von Aufgabe a) und b) 

Die Bilanzgrenze wird um die Drossel gezogen.

Abbildung

Allgemeine Energiebilanz:

Alle Größen sind zeitlich konstant, d.h. es ist ein stationärer Fließprozess, und const. Daraus folgt:

Bemerkung: Die Energiebilanz zeigt, dass eine adiabate Drossel isenthalp ist.

a) Temperatur bei idealem Gas

Für ideale Gase gilt:

Achtung, ist nicht konstant. Es gilt jedoch , womit das Integral nur null werden kann, wenn gilt.

kein Druckeinfluss

b) für den realen Fall

reales Fluid kein ideales Gas, d.h. Berechnung mit Wasserdampftafeln (Überhitzter Dampf)

Temperatur aus Interpolation für 8 bar:

die Temperatur sinkt.

Bemerkung:
Die Enthalpie ist für reale Stoffe druck- und temperaturabhängig. Da sich der Druck ändert, kann sich also auch bei einem isenthalpen Prozess die Temperatur ändern.

Lösung: