HR. Ü. Müh. Fak. Makina Mühendisliği Bölümü Termodinamik II Final Sınavı (27/05/2019) Adı ve Soyadı: No: İmza:

Transkript

1 HR. Ü. Müh. Fak. Makina Mühendisliği Bölümü Termodinamik II Final Sınavı (7/05/019) Adı ve Soyadı: No: İmza: Alınan Puanlar: Sınav sonucu. Süre: 90 dak. Not: Verilmediği düşünülen değerler için mantıklı kabuller yapılabilir. Gözetmenlere soru sorulmayacaktır. Soru Sorunun Tanımı S-1 43 o C sıcaklık ve 100 kpa basınçtaki bir ortamda çalışan bir adyabatik kompresör havayı 400 o C ve 800 kpa basınca sıkıştırmaktadır. Hava debisi 5 kg/s ise, a) Kompresörün gerçek gücünü, b) Kompresörün tersinir gücünü c) Tersinmezliği d) Kompresörün ikinci yasa verimini hesaplayınız? e) Kompresör girişindeki havanın ekserjisini hesaplayınız.. S- Bir ideal Otto çevriminde sıkıştırma oranı 10 dur. Sıkıştırma başlangıcında havanın sıcaklığı 35 o C ve basıncı 100 kpa ve hacmi 1400 cm 3 tür. Motor torku 50 Nm ve devri 3000 devir/dakika (rpm) dir. Çevrimde en yüksek sıcaklık 800 o C dir. Buna göre; a) Çevrimin P-V ve T-s diyagramlarını çiziniz. b) Çevrimin ısıl verimini, c) çevrime verilen ısı gücünü, d) Çevrimde kullanılan hava miktarını, e) Ortalama efektif basıncı hesaplayınız. S-3 S-4 S-5 S-6) Bonus ( 0 puan) İdeal ara ısıtmalı Rankine çevrimine göre çalışan buharlı bir güç santralinde su buharı, yüksek basınç türbinine 10 MPa basınç ve 500 C sıcaklıkta girmekte ve 3 MPa basınçta çıkmaktadır. Yoğuşturucu basıncı 1 kpa'dir. Ara ısıtma sonunda buharın türbin giriş sıcaklığına getirildiğini kabul ederek; a) Sistemi şematik olarak çizip çevrimi T-s diyagramında gösteriniz. b) Çevrimin ısıl verimini hesaplayınız. c) Santral gücü 10 MW ve 000 kcal/kg ısıl değere sahip linyit ile yılda 8000 saat çalışıyorsa ihtiyaç duyulan yıllık yakıt miktarını hesaplayınız. Soğutucu akışkan R134a kullanan kaset tipi bir split klimanın soğutma gücü 6 kw tır. Evaporatör basıncı 30 kpa ve kondenser basıncı 100 kpa, a) Klima sistemini şematik çizip, Çevrimi T-s ve P-h diyagramında gösteriniz, b) Soğutucu akışkanın evaporatördeki buharlaşma sıcaklığını ve kondenserdeki yoğuşma sıcaklığını tespit edip iç üniteden içeriye üflenen soğuk havanın sıcaklığını tahmin ediniz. c) Kompresörün çektiği gücü, d) İdeal ve Carnot COP soğutma değerlerini hesaplayınız. Bir benzinli araçta hava ile yakıt (Oktan C 8H 18) %100 fazla hava ile karıştırılarak tam yanma sağlanmaktadır. (H:1 kg/kmol, C:1 kg/kmol, Hava:9kg/kmol) a)yanma reaksiyonunu yazınız, b) Hava-yakıt oranını (AF) bulunuz, c) Hidrojenin ürünler içerisindeki yüzdesini bulunuz? Aşağıdaki sistemlerin hangi termodinamik çevrime göre çalıştığını yazınız. a- Doğalgaz yakıtlı gaz türbini santrali: b- Kömür yakan termik santral:.. c- Mazot (motorin) yakan içten yanmalı motor: d- Kojenerasyon nedir? e- Trijenarasyon nedir? s = s s1 = c p ln R ln, T1 P1 T P s = s s1 = cv ln + R ln, T1 V1 T V k k 1 1 k / k, Wtr= 1-, Pv = Sabit, Tv = sabit, TP = sabit, hava için k=1.4, Cv=0.718 kj/kgk ve Cp=1.005 kj/kgk, R=0.87 kj/kg K, 1 kcal=4.186 kj Başarılar dileriz Hüsamettin Bulut, & M.Azmi Aktacir

2 h:*tg,t*fioo'c +i3* et\ fa=6t*l-s Q*a \{?v ',kdrr=\ic+z-- q)/ v Kt) Tr=\3 C+L -P1*\oo?r*\oo \cf,.. \cf,e \ r. $lo-- 5 d b) r*l+.-,h, th, -ht 1To,(s"-s) at6-6?9k: ' h, ( cg, t'tr-tr) +G'Qt-*'f, t VJK: r iu's,--cf'1nft-a'tn k : \' trg?'\n 8$ t*- e,l6h&- = o, ;,g r.. - v5';-\ Wt c = j\*l.. ({,oof*(gt6-6a3),.^ 58,+85+51, -J l w.br -- ',' tt. r (Q e) E!Uk-- rh'w+( = lwt \ +1iE rt 93.: --';;.;;+*nst'rog apsv 'ffii ' )3-\596 rj 3ss D,5tl # - s LC, D3{,- hr 96 sl\q,3,))3= = i 'lc 'rciin d*et fx bt/ t,l I f r. I -)t l^,

3 c-a\ c-- to r Tr=sS+%?3 : 3oBh t R= lo0 Lftt 1--L:,o M,rn, n =3AO0q alla, "fr,,rqr ZW = t0"3'l( I fh 6crn*r, V,=,140,0d Vt= 0,00 tq0f n, Ln\d* t -,ln \-k: o,60 n (l'to'19) ht* ffi'soo/ffi '3f0il'^ i w 6p 3 Ta - T, (-l'-!-go& * to"'l?+3' 66 K Tg*T*r( Pe, t0?3 K 19 # CoJ' ft) : o'il8 *(to?3 - m3'(6 ) _ *r[ lylb-?il h'19 + o. J'K*o'6s?ts tels oeb* ut*j*r + 'u/xf= (30'(^9 lo'60\8a a q,m * futr * A{=O'183 yy,*(oto & rv ^tl-.'s'o'b8t'1,t Le IB g6b-- o'{839 tf: L?o'f b r*lq

4 ?t+ A". \nl.^^",c^ 4*h^e Ceur?*i T T5=T3--5uD,1 56'' "l-338 nd*ul, * *; ii;ii' J--r@,ft r,{+ow-r) v'tw $-Err.{rr( fu= 6l84 93=Sq-(,5ryh zsgsl nb9q{frff GrEs 6'?qLs,, hnl >izsss ily 5t--31-3,1338 / r!unr[: *,t ht dr= - 9c,5'( L+l 'n'5q'68t{5 61J +0'88t5+'3 8 q,( V ls (,t&*pts6++tnlsr)

5 QL-, Q"u=Q{f t b'ne,? VtL=6b^t CC?^"* 6:0.o qs{qt L#, \'Q3z UJ _g = 4,9+ l,z3l :

6 CEVAP 5) a) Tam yanma b) Fazla hava c) Hidrojen yüzdesi %7.