MAK TERMODİNAMİK (CRN: 22594, 22599, 22603, ) BAHAR YARIYILI YARIYIL SONU SINAVI

Transkript

1 MAK - EMODİNAMİK (CN: 59, 599, 60, 608 ) BAHA YAIYII YAIYI SONU SINAVI Sru ) Sğu ava tandardına öre erçeleşen ideal bir tt çevriminde, ııştırma işlemi başlanıcında (. ali) ava 00 K ıcalıta, 00 a baınçtadır. Hacimel ııştırma ranı 8 lup, çevrimin en yüe ıcalığı 760 K dir. Çevrime ıı eçişinin 600 K ıcalıta bir aynatan lduğunu abul edere, birim ava ütlei için; (a) çevrimin er ntaında ıcalı ve baıncı, (b) çevrime ıı eçişini, (c) ııştırma ve enişleme işlemleri ıraında yapılan işleri, (d) çevrimin verimini, (e) çevrime ıı eçişi (-) ıraında, avanın (itemin) entrpi değişimini ve entrpi üretimini (tplam entrpi değişimi) eaplayınız. Sru -) Buarlı bir üç antrali, bir adet açı beleme uyu ııtıcıı lan ideal ara buar almalı, ara ııtmalı anine çevrimine öre çalışmatadır. Kazan baıncı 0 Ma, yğuşturucu baıncı 5 a, ara ııtma baıncı Ma ve beleme uyu ııtıcıı baıncı 0.6 Ma dir. Su buarı türbinin er ii ademeine de 500 C ıcalıta irmetedir. (a) Çevrimi dymuş ıvı ve dymuş buar eğrilerinin de yer aldığı bir - diyaramında öteriniz. (b) ürbinden beleme uyunu ııtma için ayrılan buar ütleinin yüe baınç türbinine iren buar ütleine ranını ve, (c) Çevrimin ııl verimini bulunuz. Sru ) Buar ııştırmalı ğutma çevrimine öre çalışan bir ğutma maineinde, ğutucu aışan-a, adyabati mpreöre 80 a baınç ve 0 C ıcalıta irmete, 800 a baınç ve 50 C ıcalıta çımatadır. Sğutucu aışan yğuşturucudan 800 a baınç ve 8 C ıcalıta çımata ve daa nra 80 a buarlaştırıcı baıncına ıılmatadır. Sğutucu aışanın debii 0.06 / dir. Çevrimi, dymuş ıvı ve dymuş buar eğrilerinin de yer aldığı bir - diyaramında öteriniz. Ayrıca, (a) Kmpreörü çalıştırma için ereli ücü ve mpreörün adyabati verimini (izantrpi verimini) (b) Sğutulan rtamdan birim zamanda çeilen ııyı ve ğutma maineinin etinli atayıını (ğutma teir atayıını), (c) ıılma işlemi ıraındai entrpi üretimini eaplayınız. (d) Sğutma mainei 5 C ıcalıta bir rtamdan ıı alara 5 C ıcalıtai çevre rtama ıı verdiğine öre, bu ayna ıcalıları araında çalışan bir ğutma maineinin etinli atayıı maimum ne labilir? H 5 C Q H Yğuşturucu Kıılma vanaı Buarlaştırıcı Q 5 C Sğutulan rtam Kmp W, Sru ) Net ücü MW lan bir az türbin antrali, avayla çalışan bait Braytn çevrimine öre çözümlenecetir. Hava türbine. Ma baınç ve 000 K ıcalıta irmete, 00 a baınç ve 60 K ıcalıta çımatadır. Adyabati verimi %85 lan mpreöre ava 00 K ıcalıta irmetedir. Özül ııların ıcalıla değişimini özönüne alara, (a) mpreör çıışındai ava ıcalığını, (b) birim ütle debii başına mpreör ve türbinin işlerini, çevrime iren ııyı (c) avanın ütle debiini (d) çevrimin verimini (e) türbindei entrpi üretimini eaplayın. Süre : 0 daia Der ntları ve itaplar apalıdır. Sınavda ullanılaca abllar ize verilecetir. A byutunda bir rmül ağıdı ullanılabilir. Frmül ağıdında nu anlatımı ve prblem çözümü bulunamaz. B A Ş A I A

2 Sru ) Sğu ava tandardına öre erçeleşen ideal bir tt çevriminde, ııştırma işlemi başlanıcında (. ali) ava 00 K ıcalıta, 00 a baınçtadır. Hacimel ııştırma ranı 8 lup, çevrimin en yüe ıcalığı 760 K dir. Çevrime ıı eçişinin 600 K ıcalıta bir aynatan lduğunu abul edere, birim ava ütlei için; (a) çevrimin er ntaında ıcalı ve baıncı, (b) çevrime ıı eçişini (c) ııştırma ve enişleme işlemleri ıraında yapılan işleri, (d) çevrimin verimini, (e) çevrime ıı eçişi (-) ıraında, avanın (itemin) entrpi değişimini ve entrpi üretimini (tplam entrpi değişimi) eaplaynız. C p.005, C v 0.78 J/ K, a K K, a a, v v K. - Iı eçişi. yaa ( e0, pe0) q u u cv ( ) 0.78( ) 768. J / - Genişleme. yaa ( e0, pe0) q u u cv ) 0.78( ) 7. J / ( - ııştırma. yaa ( e0, pe0) q u u cv ) 0.78( ) 79.9 J / (. net J / t q 768. v 760 cv ln ln cv ln 0.78ln J / K v Iı eçişi. yaa ( e0, pe0) (item ve ayna için) H ( ) ( ) 0 uretim ( ) q in uretim 768. uretim J / K 600

3 Sru ) Buarlı bir üç antrali, bir adet açı beleme uyu ııtıcıı lan ideal ara buar almalı, ara ııtmalı anine çevrimine öre çalışmatadır. Kazan baıncı 0 Ma, yğuşturucu baıncı 5 a, ara ııtma baıncı Ma ve beleme uyu ııtıcıı baıncı 0.6 Ma dir. Su buarı türbinin er ii ademeine de 500 C ıcalıta irmetedir. a) Çevrimi dymuş ıvı ve dymuş buar eğrilerinin de yer aldığı bir - diyaramında öteriniz. b) ürbinden beleme uyunu ııtma için ayrılan buar ütleinin yüe baınç türbinine iren buar ütleine ranını ve, c) Çevrimin ııl verimini bulunuz. Çözüm: 5.9 J / v v m ( ) ( )( ) pi v J / J / pi J / 0.6 Dymu ıvı v m / pii v( ) ( )( ) 0.5 J / J / pii 0 Ma 0.6 Ma 5 a Ma Ma J / C J / K 6 Ma J / 7 Ma J / Ma J / C J / K a x x J / Açı BSI için. yaa: 9 9 ( )( ) m 8 8 m m y8 ( y) y m 8 m y c) q J / ( 5 ) ( 7 6) ( ) ( ) ( )( ) ( )( ) q y J / ç 9 qç 96. t %. q 90.5

4 Sru ) Buar ııştırmalı ğutma çevrimine öre çalışan bir ğutma maineinde, ğutucu aışan-a, adyabati mpreöre 80 a baınç ve 0 C ıcalıta irmete, 800 a baınç ve 50 C ıcalıta çımatadır. Sğutucu aışan yğuşturucudan 800 a baınç ve 8 C ıcalıta çımata ve daa nra 80 a buarlaştırıcı baıncına ıılmatadır. Sğutucu aışanın debii 0.06 / dir. Çevrimi, dymuş ıvı ve dymuş buar eğrilerinin de yer aldığı bir - diyaramında öteriniz. Ayrıca, a) Kmpreörü çalıştırma için ereli ücü ve mpreörün adyabati verimini (izantrpi verimini) b) Sğutulan rtamdan birim zamanda çeilen ııyı ve ğutma maineinin etinli atayıını (ğutma teir atayıını), c) ıılma işlemi ıraındai entrpi üretimini eaplayınız. d) Sğutma mainei 5 C ıcalıta bir rtamdan ıı alara 5 C ıcalıtai çevre rtama ıı verdiğine öre, bu ayna ıcalıları araında çalışan bir ğutma maineinin etinli atayıı maimum ne labilir? 80 a 0 C 800 a 50 C 5.6 J/, J/, 0.98 J/ K J/ K 8 C -.7 C 0.8 Ma H 5 C Q H 0.8 Ma Q Q H Yğuşturucu Kıılma vanaı Buarlaştırıcı Q 5 C Sğutulan rtam Kmp 50 C W, W, 800 a,8 C 8 C J/ (ıılma) 80 a J/ x x ( J/,,8 C J/ K ) ( ) 0.55 J/ K (a) Kmpreör ücü: Q W m [( ) e pe ] W, m ( ) 0.06 ( ) W 800 a 0.98 J/ K 76.5 J/, ( 0 Kmpreörün adyabati verimi (Kmpreörün izantrpi verimi): ( ( ) ( ). ) ( ).5 W,, (b) Sğutulan rtamdan birim zamanda çeilen ıı: m [( ) e pe ] m ( ) 0.06 ( ) W 5.56 Sğutma maineinin etinli atayıı (Sğutma eir Katayıı), COSM. 7 W.5 (c) Kıılma vanaındai entrpi üretimi C) net, S üretim m ç ç m m ( ) S üretim 0.06 ( ) W/K 68 (d) COSM,tr 8. 9 W ( net, H / ) tr (H / ) H tr çevre çevre

5 Sru ) Net ücü MW lan bir az türbin antrali, avayla çalışan bait Braytn çevrimine öre çözümlenecetir. Hava türbine. Ma baınç ve 000 K ıcalıta irmete, 00 a baınç ve 60 K ıcalıta çımatadır. Adyabati verimi %85 lan mpreöre ava 00 K ıcalıta irmetedir. Özül ııların ıcalıla değişimini özönüne alara, (a) mpreör çıışındai ava ıcalığını, (b) birim ütle debii başına mpreör ve türbinin işlerini, çevrime iren ııyı (c) avanın ütle debiini (d) çevrimin verimini (e) türbindei entrpi üretimini eaplayın. Çözüm: 00 (a) r p 7, 00K 00.9J /, r Kmpreör izentrpi laydı K, r r Kmpreörün izentrpi verimi 5.6J /, J /, 558K 0.85 (b) Adyabati erçe mpreör işi J / 000K Adyabati erçe türbin işi 06.0J /,.9677J / K, 0 60K.56J / K 68.07J / t J / Birim ütle başına net iş t J / W net 000 (c) Hava debii m 5.79 / 55. q H J / 55. (d) Çevrimin ııl verimi t 0. %. qh 8.98 (e) ürbindei entrpi değişimi m ( ) m ln ln(/ 7) ürbin için yaa m ( ) 0 S S W K [ ] W / K ÜE ÜE / [NO: ürbin izentrpi laydı r r / 7 / K, 607.0J / t ürbinin izentrpi verimi t ] t,