YAZ DÖNEMİ UYGULAMA II I. & II.

Transkript

1 YAZ DÖNEMİ UYGULAMA II I. & II. Yasa Arş. Gör. Mehmet Akif EZAN Dokuz Eylül Üniversitesi Makina Mühendisliği Bölümü 05/08/08

2 roblem 4.40 roblem 4.40 q 6 kj/k Hava Soru: Hava sürekli akışlı bir kompresöre 00 ka basınç, C sıcaklıkta irmekte ve Ma basınca sıkıştırılmaktadır. Bu arada kompresörüm övdesinde dolaşan suyla havadan 6 kj/k ısı çekilmektedir. Havanın irişteki hacimsel debisi 50 m 3 /dak ve kompresörü çalıştırmak için erekli üç 500 k tır. (a) Kompresörden eçen havanın kütle debisini, (b) Havanın kompresör çıkışındaki sıcaklığını, Hesaplayın.

3 roblem 4.40 roblem 4.40 q 6 kj/k Ma Verilenler: 00 ( ka) 95 K 3 V & 50 (m /dk) Hava ( Ma ) q 6 ( kj/k) İstenen: Kütlesel debi: m &? (k/s) 00 ka 95 K & 3 V 50 (m /dk) Mehmet Akif EZAN DEÜ Makina Müh. Bölümü Çıkış sıcaklığı:? ( C)

4 roblem 4.40 roblem 4.40 q 6 kj/k Ma Çözüm: Kütlesel debi, m& ρv& Hava Havanınyoğunluğu ideal az denkleminden, ρ R 00 ρ ρ.8 (k/m ) 00 ka 95 K & 3 V 50 (m /dk) Mehmet Akif EZAN DEÜ Makina Müh. Bölümü & 3 V 50 (m /dk) V.5 (m /s) m &.95 (k/s) & 3

5 roblem 4.40 roblem 4.40 q 6 kj/k Hava 00 ka 95 K Ma Mehmet Akif EZAN DEÜ Makina Müh. Bölümü & 3 V 50 (m /dk) Çözüm: Enerjinin korunumundan, Q& & E& E& net, in net, out ç Q& & m& h h net, in net, out Havanın mükemmel az kabulüyle: mc p ( ) ( 6.95) + ( 500) ( 95) K 74.7 ( C)

6 roblem 4.87 roblem ka m 0 k Soru: Yalıtılmış, dikey bir piston silindir düzeneğinde başlanıçta 0 k su bulunmaktadır. Suyun 8 k lık bölümü buhar fazındadır. Sürtünmesiz pistonun kütlesi, silindir içindeki basıncın 300 ka olmasını sağlayacak büyüklüktedir. Silindir ayrıca bir vana aracılığıyla içinden 0.5 Ma basınç ve 350 C sıcaklıkta su buharı akan bir boruya bağlanmıştır. Daha sonra vana açılmakta ve silindirdeki tüm sıvı buharlaşıncaya kadar borudan silindire buhar irmektedir. 0.5 Ma 350 C (a) Silindir içindeki son haldeki sıcaklığı, (b) Kaba iren buhar kütlesini hesaplayın.

7 roblem 4.87 roblem ka m 0 k Verilenler: İstenen: Son sıcaklık: 300 ( ka) 0.5 ( Ma) m 0 ( k) 350 C? 0.5 Ma 350 C Giren buhar: m? (k)

8 roblem 4.87 roblem ka m 0 k Çözüm: Enerjinin korunumundan, Q& & + m h m h m u mu net, in net, out ç ç & mh mh mu mu+ ç ç net, out mh mu mu+ V V 0.5 Ma 350 C h u+ pv m m h m h mh m h h m h h

9 roblem 4.87 roblem ka m 0 k Çözüm: m Özelik tablolarından, 300 (ka) x 0.8 h h h h m h 9.53 (kj/k) 0.5 Ma 350 C 0.5 (Ma) 350 C 300 (ka) ( Doymuş Buhar) h (kj/k) h 75.3 (kj/k) ( C)

10 roblem 4.87 roblem 4.87 Çözüm: m ka m 0 k m 9.78 ( k) m m m m 9.78 (k) 0.5 Ma 350 C

11 roblem 5.95 roblem 5.95 Soru: Bir evin ısı kaybı, iç ve dış sıcaklıklar arasındaki her C fark için 5400 kj/h. C değerindedir. Şebekeden çektiği üç 6 k olan bir ısı pompası bu evin iç sıcaklığının C de kalmasını sağlamaktadır. Isı pompasının istenen koşulları yerine etirebildiğien düşüksıcaklık ne olabilir? I..

12 roblem 5.95 roblem 5.95 Verilenler: C H Q H & 6 ( k) 5400 kj/h. C Δ İstenen: Dış sıcaklık: L? I..

13 roblem 5.95 roblem 5.95 I.. Çözüm: Isı pompası için CO CO I Q H net, in Carnot ısı pompası için CO, CO I İki oranıneşitliğinden, H H H Q H L H L net, in Elde edilen Harcanan

14 roblem 5.95 roblem 5.95 Çözüm: ( 5400 )( H L ) H L H L C L I..

15 roblem 6.63 roblem 6.63 q Su buharı Soru: Su buharı sürekli akışlı bir türbine 8 Ma basınç ve 450 C sıcaklıkta irmekte ve 50 ka basınçta doymuş buhar olarak çıkmaktadır. ürbinden eçen su buharının debisi5000 k/h, türbinin ücü ise 4M tır. ürbindeki akış sırasında birim zamanda üretilen toplam entropiyi hesaplayın. Çevre sıcaklığı 5 C

16 roblem 6.63 roblem 6.63 q Verilenler: 8 ( Ma) 450 C 50 ( ka) Su buharı İstenen: m & 5000 ( k/h) Entropi üretimi & 4 ( M) S üretim?

17 roblem 6.63 roblem 6.63 q Su buharı Çözüm: ermodinamiğin II. Yasası; Q Δ S + m s m s + S çevre sistem ç ç üretim çevre Çevreyle olan ısı transferi I. Yasadan bulunur, Q + m h m h net, in net, out ç ç 0 Özelik tablolarından, 8 (Ma) 450 C ç 50 (ka) Doymuş Buhar h s (kj/k) (kj/k.k) h ç (kj/k) s (kj/k.k) ç

18 roblem 6.63 roblem 6.63 q Çözüm: Q net, in [ ] Q, 348 k net in Su buharı ( ) S üretim S üretim 8.38 ( k/k)

19 Arş. Gör. Mehmet Akif EZAN