MAK TERMODİNAMİK BAHAR YARIYILI ARA SINAV-1

Transkript

1 Soru - Su buharı sürekli akışlı bir türbine Ma basınç, 50ºC sıcaklık e 00 /s hızla irekte, 00 ka basınçta doyuş buhar olarak 50 /s hızla çıkaktadır. ürbinin iriş kısı, çıkış kısından daha yüksektedir. uharın kütle debisi 7 k/s e türbinde üretilen üç 7 MW dır. (a ürbin iriş kesit alanını, (b entalpi değişiini, kinetik enerji e tansiyel enerji değişilerini (kj/k, (c çereye biri zaanda olan ısı eçişini (kw hesaplayınız. (Yer çekii iesini 9.8 /s alınız. Soru - ir iklilendire sisteinde 4 C sıcaklıkta e.5 k/s debisindeki haa soğutulduktan sonra başka kanaldan elen 0 C sıcaklıktaki haa ile karıştırılarak 4 C sıcaklıkta e k/s debide kullanı yerine önderilektedir. ütün haa irişleri 0 ka basınçta olup soğuta e karışada eydana elen basınç düşüşü ihal =4 C edilebilir. (a haadan çekilen ısı iktarını e soğutucu MK - ERMODİNMİK HR YRIYILI R SINV- Su buharı = Ma =50ºC V =00 /s 7k/s Q. uhar ürbini. W=7 MW =00 ka x =.0 V =50 /s çıkışındaki haa sıcaklığını ( 4 hesaplayın, (b haadan çekilebilecek ısı iktarı 0 kw olduğuna öre =0 C debiler e diğer haa sıcaklıkları ( e aynı kalırken. koldan elen karıştıra haası sıcaklığının en yüksek değeri nedir? (c çıkış kanal boyutu 0.6 x 0.4 olduğuna öre çıkış kanalındaki ortalaa haa hızını hesaplayın. Soru - ir piston silindir sistei içinde bulunan haa litropik bir hal değişiiyle sabit =00 ka basınç e = o C sıcaklıktan =500 ka basınca sıkıştırılaktadır. Haa ükeel az e özül ısılar sabit kabul edilebilir. (a Hal değişii sonunda özül haci e sıcaklığı hesaplayınız, (b Hal değişii sırasında biri kütle başına iş e ısı alışerişlerini hesaplayınız e yönlerini belirleyiniz. (c Son haldeki şartlarda haanın ükeel az kabul edilip edileeyeceğinin analizini yapınız. Soru 4- İki çok iyi yalıtılış bir tankı ile 0. hacindeki tankı bir ana ile birbirine bağlıdır. aşlanıçta ana kapalı olup, tankında 00 ka basınç, 00 C şartlarında su buharı, tankında 800 ka basınç, 0.95 kuruluk derecesinde doyuş sıı-buhar karışıı su bulunaktadır. Daha sonra ana açılakta e bir süre sonra her iki tank içindeki adde kızın buhar azında deneye elekte e basıncı 400 ka olaktadır. Son haldeki sıcaklığı e tankının hacini bulunuz. (Not: İterasyonun erekli olası duruunda en azla bir dea iterasyon yaparak çözü yönteini österiniz. Süre : 0 dakika / Ders notları e kitaplar kapalıdır. Sınada kullanılacak ablolar size erilecektir. Ş R I L R ölü -: V / /, V / n, Mn, E U V z e, h u, Z / R, R / kr, R / kr ölü : W e VIt, dv W, de Q W, E E Q W, c p ( W K dv, Wyay k yay x x, h h h c d c (, c co R, k c / co ölü 4 :. x, x( V V n sabit W ( V dv n u h, c p, u u u c ( d co (, V d de V, 0, e e Q W ( ( dt dt KH CIKN GIREN KH CIKN Q 4 GIREN =4 C,

2 Soru - Su buharı sürekli akışlı bir türbine Ma basınç, 50ºC sıcaklık e 00 /s hızla irekte, 00 ka basınçta doyuş buhar olarak 50 /s hızla çıkaktadır. ürbinin iriş kısı, çıkış kısından daha yüksektedir. uharın kütle debisi 7 k/s e türbinde üretilen üç 7 MW dır. (a ürbin iriş kesit alanını, (b entalpi değişiini, kinetik enerji e tansiyel enerji değişilerini (kj/k, (c çereye biri zaanda olan ısı eçişini (kw hesaplayınız. (Yer çekii iesini 9.8 /s alınız. Su buharı = Ma =50ºC V =00 /s 7k/s Q. uhar ürbini. W=7 MW =00 ka x =.0 V =50 /s Çözü: çık siste : uhar ürbini (SS Giriş hali : = Ma, =50ºC, V =00 /s Çıkış hali : =00 ka, x =.0, V =50 /s Su buharı tablolarından, Ma /k, 50 C 00 ka h h,00ka x.0 h 675 kj / k 7.7 kj / k (doyuş buhar (kızın buhar a ir iriş e bir çıkışlı sürekli akışlı açık siste için kütlenin korunuu ürbin iriş kesit alanı: V V 00 b Entalpi değişii h h kj / k Kinetik enerji değişii z -z = olduğundan h (V V (50 00 ke 0.75 kj / k otansiyel enerji değişii pe (z z 9.8 ( kj / k c ir iriş e bir çıkışlı sürekli akışlı açık siste için enerjinin korunuu Q W h ke pe Q W h ke pe Q ( kw

3 Soru - ir iklilendire sisteinde 4 C sıcaklıkta e.5 k/s debisindeki haa soğutulduktan sonra başka kanaldan elen 0 C sıcaklıktaki haa ile karıştırılarak 4 C sıcaklıkta e k/s debide kullanı yerine önderilektedir. ütün haa irişleri 0 ka basınçta olup soğuta e karışada eydana elen basınç düşüşü ihal edilebilir. (a haadan çekilen ısı iktarını e soğutucu çıkışındaki haa sıcaklığını ( 4 hesaplayın, (b haadan çekilebilecek ısı iktarı 0 kw olduğuna öre debiler e diğer Q haa sıcaklıkları ( e aynı kalırken. koldan elen karıştıra haa sıcaklığının en yüksek değeri =4 C nedir? (c çıkış kanal boyutu 0.6 x 0.4 olduğuna 4 =4 C öre çıkış kanalındaki ortalaa haa hızını hesaplayın. Çözü: Kontrol haci: soğuta ünitesi ile birlikte karışı bölesi (SS Giriş halleri: =4 C, =0 C Çıkış hali: =4 C - denesiz hal değişii Haa MG kabul edilsin Özül ısılar sabit alınabilir =0 C Kütlenin korunuu ero.. yasa k / s Q Q ( h h ( h h c ( c ( h h h ( kw Q.005.5(4 085 Kontrol haci olarak soğutucu ünite alınırsa. yasa Q ( h Q h c ( c (.5( o C (b Q c ( c ( ( Q c ( (0.75(.005 o.87 R 0.87 (4 7.5 (c / k 0 ((0.775 V / 6.46 / s (0.6(0.4 C

4 Soru - ir piston silindir sistei içinde bulunan haa litropik bir hal değişiiyle sabit =00 ka basınç e = o C sıcaklıktan =500 ka basınca sıkıştırılaktadır. Haa ükeel az e özül ısılar sabit kabul edilebilir. (a Hal değişii sonunda özül haci e sıcaklığı hesaplayınız, (b Hal değişii sırasında biri kütle başına iş e ısı alışerişlerini hesaplayınız e yönlerini belirleyiniz. (c Son haldeki şartlarda haanın ükeel az kabul edilip edileeyeceğinin analizini yapınız. Çözü: Siste (Kontrol kütlesi : S içindeki haa kütlesi İlk hal : =00 ka, =C Son hal: =500 ka - olitropik hal değişii-sanki deneli hal değişii Haa MG e özül ısılar sabit R=0.87 kj/kk, c =0.78 kj/kk, c p =.005 kj/kk. /k /k olitropik hal değişii için K Kapalı siste için. Yasa, kj/k Siste üzerinde iş yapılıştır. kj/k Sisteden çereye ısı eçişi oluştur. (c Haa için kr =.77 Ma, kr =.5 K R 0.6, R.79 Z olduğu için bu halde haa MG alınabilir 770.5

5 Soru 4- İki çok iyi yalıtılış bir tankı ile 0. hacindeki tankı bir ana ile birbirine bağlıdır. aşlanıçta ana kapalı olup, tankında 00 ka basınç, 00 C şartlarında su buharı, tankında 800 ka basınç, 0.95 kuruluk derecesinde doyuş sıı-buhar karışıı su bulunaktadır. Daha sonra ana açılakta e bir süre sonra her iki tank içindeki adde kızın buhar azında deneye elekte e basıncı 400 ka olaktadır. Son haldeki sıcaklığı e tankının hacini bulunuz. (Not: İterasyonun erekli olası duruunda en azla bir dea iterasyon yaparak çözü yönteini österiniz. Çözü : Kapalı siste : e tanklarındaki su İlk hal ( =00 ka, =00 C =800 ka, x =0.95, V =0.0 Son hal =400 ka Denesiz hal değişii u 00 ka /k 800 ka /k e 00 C u 65 kj/k x 0.95 u u 856. kj/k x ( (0.95( /k u x u (0.95( kj/k V / 0./ k ero. Yasa W, ΔKE 0, E 0, Q 0 olduğundan 0 u ( u u 0 e V V V V V V e ( u u ( u u 0 olup ( u u ( u u 0 denklei bulunur. Son hal için ayrıca =400 ka e kızın buhar olduğu eriliştir. una öre denee yanıla yoluyla. İterasyon ka /k C. İterasyon u 400 ka kj/k /k C 647. kj/k u olduğundan son hal 50 C e 00 C arasındadır. 400 ka 5.5 C u /k kj/k bulunur. u sonuca öre ( ( ( ( ( ( V.56 k V 0.945