Conference,
Eine Fundamentalgleichung mit den Variablen Entropie, Druck und Enthalpie für technische Anwendungen
(2010)
Abstract
Jede Gleichung, die einen eindeutigen Zusammenhang zwischen den Größen Entropie S, innerer Energie U und Volumen V eines Fluids herstellt, ist eine Fundamentalgleichung des Fluids, aus der sich alle weiteren thermodynamischen Zustandsgrößen ableiten lassen. Mit Hilfe der Legendre-Transformation ist es möglich, diesen Zusammenhang als spezifische Entropie in Abhängigkeit von Druck und spezifischer Enthalpie zu beschreiben, also s=s(p,h) 1.
Die Variablen Druck und spezifische Enthalpie werden häufig bei Kreislaufrechnungen und anderen technischen Anwendungen als unabhängige Variablen verwendet; eine Fundamentalgleichung, die diese Variablen verwendet, ist dann ohne iterative Verfahren direkt und schnell lösbar. Zustandsgleichungen mit den Variablen Entropie, Druck und Enthalpie wurden bisher nur für einzelne Größen, nicht jedoch als Fundamentalgleichung, oder aber nur bereichsweise aufgestellt.
Am Beispiel von n-Butan wird eine Funktion für die spezifische Entropie in Abhängigkeit von Druck und spezifischer Enthalpie aufgestellt. Der mathematische Ansatz für diese Funktion basiert auf theoretischen Überlegungen sowie graphischen Darstellungen. Die partiellen Ableitungen dieser Funktion nach ihren unabhängigen Variablen werden präsentiert und die damit berechneten Zustandsgrößen werden mit einer Referenz-Zustandsgleichung 2 verglichen.
