Wärmekraftmaschine – Was ist das? Eine Definition

Ein Motor ist eine Maschine, die jede Art von Energie in mechanische Energie umwandeln kann. Wärmekraftmaschinen verbrennen Kraftstoff, um die in Form von Wärme freigesetzte Energie zu nutzen und in mechanische Energie oder Bewegung umzuwandeln.

Wie funktioniert eine Wärmekraftmaschine?

Dabei wird ein Teil der Wärme in Arbeit umgewandelt, indem die Eigenschaften eines Fluids, in der Regel eines Gases oder des Dampfes einer Flüssigkeit, ausgenutzt werden.

Die für den Betrieb einer Wärmekraftmaschine erforderliche Wärme stammt aus der chemischen Energie, die bei der Verbrennung freigesetzt wird. Sie wird von einer Antriebsflüssigkeit absorbiert, die eine Reihe mechanischer Teile in Bewegung setzt.

Findet die Verbrennung außerhalb des Motors statt, werden die Maschinen als externe Verbrennungsmaschinen bezeichnet. Findet die Verbrennung innerhalb der Maschine statt, spricht man von internen Verbrennungsmaschinen. Die erzeugte Bewegung kann hin- und hergehend oder rotierend sein.

Wie effizient sind sie?

Der Wirkungsgrad der verschiedenen heute verwendeten Wärmekraftmaschinen variiert von:

• 3 % (oder 97 % Abwärme) für thermische Meeresenergieumwandlungssysteme
• 25% für die meisten Automotoren
• 35% für ein superkritisches Kohlekraftwerk
• 60% für eine dampfgekühlte Gas- und Dampfturbine

Alle diese Prozesse gewinnen (oder verlieren) an Effizienz aufgrund des Temperaturgefälles, das sie durchlaufen. Thermische Energieumwandlungssysteme im Meer nutzen beispielsweise einen Temperaturunterschied zwischen dem Oberflächenwasser und dem Wasser der Tiefsee von vielleicht 25 Grad Celsius, so dass der Wirkungsgrad gering sein muss.

Klassifizierung von Wärmekraftmaschinen

Bei der Klassifizierung von Wärmekraftmaschinen werden diese beiden Aspekte berücksichtigt:

• ob die Flüssigkeit kondensierbar (Wasser) oder nicht kondensierbar (Luft) ist
• Ob es sich um eine externe oder interne Verbrennung handelt

Urhebender Autor: Redaktion Futura