Der Joule-Prozess ist ein rechtslaufender, thermodynamischer Kreisprozess. Er stellt einen Vergleichsprozess für den in Gasturbinen ablaufenden realen Prozess dar. Er besteht aus zwei isentropen und zwei isobaren Zustandsänderungen.
Diese sind im einzelnen:
- 1 - 2 isentrope Kompression mit konstanter spezifischer Entropie s,
- 2 - 3 isobare Wärmezufuhr bei konstantem Druck p,
- 3 - 4 isentrope Expansion,
- 4 - 1 isobare Wärmeabfuhr bei abnehmendem spezifischen Volumen v.
Die vom Linienzug (1 - 2 - 3 - 4) umschlossene Fläche entspricht der spezifischen Prozessarbeit.
Der reale Gasturbinenprozess unterscheidet sich durch die Irreversibilität der technischen Zustandsänderungen (1-2, 3-4) vom theoretischen Joule-Prozess. Darüber hinaus treten Druckverluste in der Brennkammer (2-3) (bzw. dem Wärmeübertrager im geschlossenen Gasturbinenprozess) sowie im Abwärmeübertrager (4-1) auf. Die Druckänderung durch die Wärmeverluste in der Brennkammer können heutzutage durch geeignete Maßnahmen (hochtemperaturfeste Keramik) minimiert werden, während der Druckverlust im Wärmeübertrager (4-1) nur bedingt reduzierbar ist.
Die genannten Unterschiede sind anschaulich im T-s-Diagramm darstellbar (T-Temperatur, s-spezifische Entropie).
Vergleich zwischen realem und idealem Gasturbinen-Prozess im T,s-Diagramm
Die technischen Arbeiten für den Verdichter und die Turbine werden im h,s-Diagramm veranschaulicht (h-spezifische Enthalpie, s-spezifische Entropie).
Vergleich zwischen realem und idealem Gasturbinen-Prozess im h,s-Diagramm
