Vˆ (m 3 /kg) ρ (kg/m 3 ) m (kg) F (N)

Transkript

1 PROBLEM SETİ Genel tanımlar. Aşağıdaki tablodaki boşlukları g = 9.8 m/s ve V = 0 m 3 için doldurunuz. Vˆ (m 3 /kg) ρ (kg/m 3 ) m (kg) F (N) a. 0 b. c. d. 00 e. 00. Patm = 0 kpa ise (ρ Hg = 3.6 g/cm 3 ) aşağıdaki tablodaki boşlukları doldurunuz. kpa gösterge kpa mutlak mmhg mutlak mh O mutlak a. 5 b. 50 c. 30 d m yüksek ve 3 m çapa sahip bir tank su ile doldurulmuştur, bu tankın tabanındaki basınç ve tankın hacmi nedir? Eğer tankın yüksekliği sabit tutulup çapı 4.6 m ye çıkarılırsa tankın tabanındaki basınç ve tank hacmi ne olur? 4. Oda sıcaklığında (5 o C), 00 psia basınç (mutlak basınç) ve 0. m 3 hacme sahip bir dalış tüpünün kaç kg hava alabildiğini hesaplayınız. Sıcaklık 50 o C olduğunda tank içindeki basınç ne olur? 5. Bir silindirin kesit alanı 500 mm dir. Silindir içindeki gazın basıncı, çevre basıncından 50 kpa daha fazladır. Bu durumda silindir içinde bulunan piston dengede kaldığına göre, piston ağırlığının kaç kg olduğunu hesaplayınız. 6. Yazın bir otomobil lastiğinin sıcaklığı sürüş sonrasında 50 o C ve lastiğin basıncı 55 kpa dır (gösterge). Lastik hacmi sabit ve lastikten hiç hava kaçağı olmadığı düşünürse, aynı lastiğin kışın 0 o C deki basıncı nedir? 7. Aşağıda bazı dönüşüm faktörlerinin listesi bulunmaktadır. Bunların hepsi yaklaşık değerlerdir (±%0). Bu yaklaşık değerler, dönüşümleri daha akılda kalıcı ve kolay kılmak amacıyla yazılmıştır, Bunların gerçek değerlerini bularak yan tarafına yazınız. * atm bar * (Btu) kj * (hp) 0.75 kw * (inch).5 cm * (lb m ) 0.5 kg * (mile).6 km * (yard) m 8. Barometrik basıncın 75 cmhg olduğu bir yerde, bir kaba bağlanmış basınç göstergesi 3,5 bar değerini göstermektedir. Kap içindeki mutlak basıncı hesaplayınız. Cıvanın yoğunluğunu 3600 kg/m 3 alınız. 9. Boyutları 6mx6mx8m olan bir odanın içindeki havanın kütlesini ve ağırlığını hesaplayınız. Havanın yoğunluğunu,6 kg/m 3 alınız hp gücündeki bir makinanın dakika çalıştığında yapmış olduğu işi hesaplayınız.

2 PROBLEM SETİ- Termodinamiğin. Yasası Kapalı Sistemler. Şekilde görülen sisteme 00 J lük ısı girişi olmakta bunun yanında sisteme 50 J lük iş yapılmaktadır. Sistemin iç enerjisinde meydana gelen değişimi belirleyiniz. Q=00J Sistem W=50J. Kapalı bir sistemde mol gaz dört adımlı bir termodinamik döngüden geçirilmektedir. Aşağıdaki tablo verilerini kullanarak, soru işareti ile gösterilen yerlere gelmesi gereken sayısal değerleri bulunuz. Adım U/J Q/J W/J 00? ? 3800? 34? ?? 34?? Karıştırıcılı bir tankta 0 o C de 0 kg su bulunmakta ve karıştırıcı su üzerine 0.5 kw lık iş yapmaktadır. Sudan çevreye hiç ısı kaybı olmazsa, suyun sıcaklığının 30 o C ye yükselmesi için ne kadar zaman geçmelidir? Su için C p = 4.8 kj/kg o C. 4. Kapalı bir sisteme 7.5 kj ısı eklendiğinde sistemin iç enerjisi kj azalış göstermektedir. Bu durumda ne kadarlık bir enerji işe dönüşmüş olur? Yapılan işin sıfır olması için aynı şartlarda ne kadar ısı transfer edilmelidir? kg, 5 o C deki su ile dolu 5 kg kütleye sahip çok yalıtılmış çelik kap içine, ilk sıcaklığı 500 o C olan kg lık çelik bir kütük batırılmaktadır ve su içinde sistem dengeye gelinceye kadar bekletilmektedir. Sistem dengeye ulaştığında çelik kütüğün son sıcaklığı ne olur? Oluşabilecek herhangi bir genişleme veya daralma etkisini ihmal edip, suyun spesifik ısısı 4.8 kj/kg K, çeliğin spesifik ısısı 0.50 kj/kg K alınız o C deki kg sıvı su için; ( Cv = 4.8 kj/kg.k ; g = 9.8 m /s ) a. Sıcaklığın K arttırılıyor ise; U kj olarak ne olur? b. z yüksekliği değiştiriliyor ise; Potansiyel enerjideki değişim E P, a şıkkındaki U ile aynı ise, z yüksekliği kaç metredir? c. Sabit halden v hızı ile hız kazandırılır ise; Kinetik enerjideki değişim E K, a şıkkındaki U ile aynı ise, v hızı kaç m/s dir? d. Yukarıda bulduğunuz 3 sonucu karşılaştırarak tartışınız.

3 7. 80 o C sıcaklıktaki ve kpa basınçtaki sıvı su 76 kj/kg iç enerjiye ve.3 cm 3 /g spesifik hacme sahiptir. a. Suyun entalpisi nedir? b. Su 300 o C ve 500 kpa basınçta buhar faza getirildiğinde iç enerjisi kj/kg ve spesifik hacmi 69.7 cm 3 /g olmaktadır. Bu işlem için U ve H değerlerini hesaplayınız. 8. Hava 300 K den 700 K ısıtılırsa entalpi değişimini aşağıdaki şartlar için hesaplayınız. a. C p =,006 kj/kg o C, b. C p = x0-3 T x0-6 T kj/kg o C. 9. Aşağıda a dan e ye kadar verilen bütün basamaklar bir işlemin basamaklarını göstermektedir. Basamaklarda boş bırakılan değerleri kj olarak bulunuz. Q W E E E a b c d e Aşağıdaki tabloda verilen işlem 4 basamaklı bir döngüden oluşmaktadır. Bazı enerji transferleri ve değişimleri tabloda sayısal değer olarak verilmiştir. Eksik olan değerleri KJ biriminde belirleyiniz. İşlem Q W U -00 A B C 3 4 D E -00. m 3 lük sabit bir kapta, 50 C sıcaklıkta ve 00 kpa basınçta helyum gazı bulunmaktadır. Bu kaptaki basıncı, 800 kpa a çıkarmak için gerekli ısı enerjisini hesaplayınız. ( Cv =3. kj/kg.k)

4 PROBLEM SETİ-3 Termodinamiğin. Yasası Açık Sistemler. 0 m 3 hacıma sahip tank 800 kpa basınç ve 400 o C sıcaklıktaki buhar ile doldurulmuştur. Buhar tanka çapı 0 cm olan bir boru ile girmektedir. Buharın borudan tanka giriş hızı 0 m/s iken tankın yoğunluğundaki değişim nasıl olur?. 5 o C de kg/s lik soğuk su ile 75 o C de 0.8 kg/s sıcak su bir karıştırma işleminde karıştırılarak ılık su akımı elde edilmektedir. Karıştırma sırasında 30 kj/s lik çevreye ısı kaybı olmaktadır. Ilık su akımının sıcaklığı nedir? Suyun spesifik ısısı sabit ve 4.8 kj/ kg. K alınabilir kmol/ saat debi ile hava P =. bar basınçtan P = 6 bar basınca sıkıştırılmaktadır. Bu işlem için gerekli güç 98.8 kw tır. Sıcaklık ve hız verileri aşağıda verildiği gibidir. T = 300 K T = 50 K v = 0 m/s v = 3.5 m/s Kompresöre transfer edilen ısı hızı nedir (kj/s)? Havanın Cp = (7/)R ve entalpinin basınçtan bağımsız olduğunu kabul ediniz. 4. Dışından yüksek sıcaklıktaki baca gazı geçen yatay bir serpantinin içinden su akmaktadır. Su serpantinden geçerken 00 kpa ve 80 o C deki sıvı fazdan 00 kpa ve 5 o C taki buhar fazına geçmektedir. Serpantine suyun giriş hızı 3 m/s ve buharın çıkış hızı 00 m/s dir. Serpantin boyunca birim su kütlesi başına transfer edilen ısıyı hesaplayınız? Giriş ve çıkış akımlarının entalpileri sırasıyla kj/kg ve 76.5 kj/kg olarak verilmiştir cm uzunluğunda ve 5 cm iç çapa sahip, yalıtılmış bir nozuldan yatışkın halde buhar akmaktadır. Nozul girişinde () Sıcaklık 35 o C, basınç 700 kpa ve akış hızı 30 m/s; çıkışında () ise sıcaklık 40 o C ve basınç 350 kpa dır. Giriş ve çıkış şartları için entalpi ve spesifik hacim değerleri aşağıda verilmiştir. H = 3.5 kj/kg V = cm 3 /g H = kj/kg V = cm 3 /g Nozul çıkışında buharın akış hızı nedir? Nozulun çıkıştaki çapı nedir? m çapındaki boru ile 3.6 atm basınçta, 35.5 o C sıcaklıkta ve m/s hızı ile bir türbine buhar girmektedir. Türbin çıkışında boru çapı 0.54 m, basınç 0.34 atm ve sıcaklık 93 o C olmaktadır. Turbinden elde edilen güç ne kadardır? H = kj/kg H = 67.6kJ/kg V = 90.9 cm 3 /g V = cm 3 /g 7. kg hava sabit basınçta tersinir olarak 300 K ve bar dan hacminin üç katına kadar ısıtılmaktadır. Bu proses için W, Q, U ve H değerlerini hesaplayınız. Hava için PV/T=83.4 bar cm 3 /mol K ve Cp = 9 J/mol K kabulü yapılabilir.

5 PROBLEM SETİ-4 Saf Maddelerin Özellikleri ^ ^ ^. Aşağıda verilen özelliklere göre suyun/buharın U, H, V değerlerini tablolardan belirleyiniz. a. Doygunluk sıcaklığı, T=0 o C b. Doygunluk sıcaklığı, T=95 o C c. Doygunluk basıncı, P=75 kpa d. Doygunluk basıncı, P=0.75 MPa e. T=50 o C ve P=0.0 MPa f. T=300 o C ve P=0.4 MPa g. P=.5 MPa ve T=350 o C h. P=5 MPa ve T=300 o C. mol ideal gaz Cp = (7/)R ve Cv = (5/)R iken, P = 8 bar, T = 600 K den P = bara, a. Sabit hacimde, b. Sabit sıcaklıkta, c. Adyabatik, olarak genişletilmektedir. Tersinir işlemler kabulü yapılarak, her bir proses için W, Q, U ve H değerlerini hesaplayınız. PV diyagramını çiziniz. 3. Başlangıçta 600 K ve 0 barda olan bir ideal gaz kapalı bir sistemde, dört basamaklık tersinir bir çevrime tabi tutulmuştur. - basamağında basınç izotermal olarak 3 bara düşürülmekte, -3 basamağında basınç sabit hacimde bara düşürülmekte, 3-4 basamağında sabit basınçta hacmi düşürülmekte ve -4 basamağında ise adyabatik olarak ilk haldeki şartlara geri döndürülmektedir. a. Bu proses için PV diyagramını çiziniz. b.,, 3 ve 4 hallerinde T ve P değerlerini belirleyiniz. c. W, Q, U ve H değerlerini her basamak için hesaplayınız. Veri : Cp = (7/)R ve Cv = (5/)R olarak alınabilir. 4. İdeal bir gaz, P = bar, V = m 3 den P = bar ve V = m 3 e tersinir olarak aşağıdaki işlemlerden geçirilmektedir: a. İzotermal sıkıştırma, b. Adyabatik sıkıştırma ve sabit basınçta soğutma, c. Adyabatik sıkıştırma ve sabit hacimde soğutma, d. Sabit hacimde ısıtma ve sabit basınçta soğutma, e. Sabit basınçta soğutma ve sabit hacimde ısıtma, W, Q, U ve H değerlerini her bir işlem için hesaplayınız ve her bir işlemi PV diyagramında gösteriniz. Cp = (7/)R ve Cv = (5/)R olarak alınabilir. 5. İdeal bir gaz yatışkın şartlarda yatay bir tüp içinden geçmektedir. Sisteme hiçbir şekilde ısı eklenmemekte ve şaft işi yapılmamaktadır. Tüpün kesit alanı tüp boyunca değişiklik göstermektedir ve bu da tüp içinde hız değişimine sebep olmaktadır. Sıcaklık değişimi için gazın hızı ile ilişkili olan bir ifade türetiniz. 50 o C deki azot gazı tüpün bir bölgesinden,5 m/s hızı ile geçiyorsa, başka bir bölgesinden geçerken hızı 50 m/s olduğunda gazın sıcaklığı ne olur? Cp = (7/)R olarak alınabilir. 6. mol ideal gazın sıcaklık ve basıncı 30 o C ve bar dan üç farklı tersinir işlemle 30 o C ve 0 bar a değiştirilmektedir: gaz ilk önce sabit hacimde sıcaklığı 30 o C olana dek ısıtılmakta, daha sonra izotermal olarak 0 bara sıkıştırılmaktadır, gaz ilk önce sabit basınçta sıcaklığı 30 o C olana dek ısıtılmakta, daha sonra izotermal olarak 0 bara sıkıştırılmaktadır, gaz ilk önce izotermal olarak 0 bar a sıkıştırılmakta, daha sonra sabit basınçta 30 o C ye ısıtılmaktadır,

6 Cp ve Cv sabitlerini Cp = (7/)R ve Cv = (5/)R alarak her bir durum için W, Q, U ve H değerlerini hesaplayınız. Ayrıca Cp ve Cv sabitlerini Cp = (5/)R ve Cv = (3/)R olarak da alıp hesapları tekrarlayınız. 7. Sabit ısı kapasitelerine sahip bir mol ideal gaz tersinir işlemlerden geçirilmektedir. Bu durum için U = [/(γ-)] (PV) eşitliğini gösteriniz lt lik bir kap içinde 65 C sıcaklıkta kg amonyak gazı bulunmaktadır. Gazın basıncını, a. ideal gaz kanunu ile b. Van der Waals hal denklemi ile c. Sıkıştırılabilirlik faktörü diyagramı ile hesaplayınız C sıcaklıkta ve.3 lt hacminde bir kap içinde bulunan bir mol CO gazının basıncı deneysel olarak 8.4 atm olarak ölçülmüştür. Gazın basıncını, a. ideal gaz kanunu ile b. Van der Waals hal denklemi ile c. Sıkıştırılabilirlik faktörü diyagramını kullanarak hesaplayınız. Elde edilen değerleri deneysel sonuç ile karşılaştırarak sapma yüzdelerini bulunuz lt hacminde bir gaz tüpü içinde kg CO bulunmaktadır. Gazın sıcaklığı 98 K dir. Tüp içindeki basıncı sıkıştırılabilirlik faktörü diyagramı kullanarak hesaplayınız.. Metan gazının 73 atm basınç ve 367 K sıcaklıktaki özgül hacmini, a. ideal gaz kanunu ile b. Van der Waals hal denklemi ile c. Sıkıştırılabilirlik faktörü diyagramını kullanarak hesaplayınız. Elde edilen sonuçları deneysel olarak elde edilmiş olan m 3 /kg değeri ile karşılaştırın K ve bar da n-bütanın molar hacmini aşağıdaki durumlar için hesaplayınız. a. Doygun buhar b. Doygun sıvı 3. Etilen için 5 o C de barda, Z ve V değerlerini Peng-Robinson eşitliğini kullanarak hesaplayınız o C de 800 kpa basınçta buhar için, Z ve V değerlerini Buhar tablolarını kullanarak hesaplayınız. 5. 0,35 m 3 lük bir kap 5 o C ve 00 kpa da etan buharı ile doldurulmuştur. Kap 0 o C ye ısıtılırsa basınç ne olur?

7 PROBLEM SETİ-5 Termodinamiğin II. Yasası ve Entropi. Bir Carnot makinası 55 o C sıcaklıktaki bir ısı deposundan 50 kw lık ısı almaktadır ve 50 o C sıcaklıktaki ısı deposuna vermektedir. Bu makineden elde edilen gücü ve geri verilen ısıyı hesaplayınız.. Aşağıda verilen enerji üreteçleri KW lık enerji üretmektedir. Her bir durum için depodan alınan ve soğuk depoya verilen ısı hızını hesaplayınız. a. 750 K ve 300 K sıcaklık aralığında çalışan bir Carnot makinesi, b. Aynı çalışma sıcaklık aralığında çalışan fakat ısıl verimi η = 0.35 olan bir makine. 3. Özel bir güç santrali 350 o C ve 30 o C sıcaklıklarındaki iki ısı deposu arasında çalışmaktadır. Aynı sıcaklık aralığında çalışan Carnot makinesi için ısıl verim % 55 ise; a. Santralin ısıl verimi nedir? b. Isıl verimin % 35 olabilmesi için ısı deposunun sıcaklığı hangi sıcaklığa arttırılmalıdır? Carnot makinesı ısıl verimi yine % 55 dir. 4. 0,06 m 3 hacıma sahip sabit bir kap 500 K sıcaklık ve bar basınçta ideal bir gaz ile doludur. Cv = (5/)R dir. a. Gaza geçen ısı 5 kj ise, entropi değişimini hesaplayınız. b. Kap bir karıştırıcı ile döndürülerek gaza 5 kj lük bir şaft işi yapıldığında, işlem adiyabatik ise entropideki değişim ne olur? S toplam nedir? İşlem tersinmez olduğunda durum ne olur? 5. Bir Carnot makinası 600 K ile 300 K arasındaki sıcaklıklarda çalışmaktadır. Bu makina 50 K de soğutma yapan ve 300K de ısıyı dışarı bırakan bir Carnot soğutucusunu olarak çalıştırmaktadır. Soğutucu tarafından alınan ısının makinaya verilen ısıya oranını sayısal olarak belirleyiniz K sıcaklık,5 bar da bir mol ideal gaz izotermal-tersinmez olarak 6,5 bar a sıkıştırılmaktadır. Bu işlem için gerekli iş izotermal-tersinir sıkıştırma yapıldığı şartlarda elde edilen işten % 30 fazladır. Sıkıştırma sırasında sıcaklığı 98,5 K olan ısı deposuna ısı geçişi olmaktadır. Gazın ve ısı deposunun entropi değişimini, S toplam ı hesaplayınız. 7. Yatışkın halde çalışan bir adiyabatik türbine gaz P, T de girip V, T çalışma şartlarında atılmaktadır. Türbinden geçen gazı ideal gaz kabul ederek, W, W ideal, W kayıp ve S G değerlerini ağağıda verilen iki farklı durum için hesaplayınız. T σ = 300 K alınız. a. T = 500 K, P = 6 bar; T = 37 K, P =. bar; Cp / R = 7/ b. T = 450 K, P = 5 bar; T = 376 K, P = bar; Cp / R = 4 8. İdeal bir gazın basıncı 500 kpa dan 50 kpa a bir kısma vanasında adyabatik olarak düşürülmektedir. Gaz vanadan 0 mol/s hız ile geçirilmektedir. T σ = 300 K iken S G ve W kayıp değerlerini hesaplayınız.

8 PROBLEM SETİ-6 Sıkıştırma Prosesleri; Kompresörler, Pompalar. Adyabatik çalışan bir kompresör havayı 0 m 3 lük yalıtılmış bir tanka göndermede kullanılmaktadır. Tank başlangıçta 5 o C de ve 0.3 kpa basıncında hava ile doludur. Tank içindeki havanın bu şartları kompresöre giren havanın şartları ile de aynıdır. Tankın basıncı 000 kpa oluncaya kadar kompresör ile hava basılmaya devam etmektedir. Sıkıştırma prosesini adyabatik ve izentropik kabul ederek kompresöre verilmesi gereken işi bulunuz. Havayı ideal gaz kabul edebilirsiniz. C p =(7/)R ve C v =(5/)R.. 5 kpa basıncındaki doymuş buhar bir kompresör yardımı ile 700 kpa basınca çıkarılmaktadır. Buharın kompresör içindeki kütlesel akış hızı.5 kg/s dir. Kompresör verimini %78 alarak gerekli gücü hesaplayınız. Son durumdaki entalpi ve entropi değerlerini belirleyiniz. 3. o C ve 00 kpa daki amonyak 000 kpa a verimi %8 olan bir kompresörlerde iki kademeli olarak sıkıştırılmaktadır. Gerekli iş ile I. ve II. kademe çıkışlarındaki sıcaklıkları belirleyiniz o C ve 3500 kpa daki metan gazı 5500 kpa a bir kompresör (η=%8) ile getirilmektedir. Gazın akış hızı.5 kmol/s ise gerekli gücü belirleyiniz kg/s kütlesel akış hızı ile bir pompadan su geçmektedir. Suyun pompaya giriş sıcaklığı ve basıncı sırası ile 5 o C ve 00 kpa dır. Pompadan çıkış basıncı 000 kpa ise verimi %75 olan bu pompanın işletilebilmesi için gerekli gücü belirleyiniz. Pompa çıkışında suyun sıcaklığını hesaplayınız. 6. n molar akış hızındaki hava T, P den P ye verimi η olan bir kompresörde getirilmektedir. Gerekli olan gücü ve çıkış akımının sıcaklığını belirleyiniz. a) T =5 o C, P =0.33 kpa, n=00 mol/s, P =375 kpa, η=0.75 b) T =80 o C, P =375 kpa, n=00 mol/s, P =000 kpa, η=0.70 c) T =30 o C, P =00 kpa, n=50 mol/s, P =500 kpa, η=0.80 d) T =00 o C, P =500 kpa, n=50 mol/s, P =300 kpa, η=0.75

9 PROBLEM SETİ-7 Güç Çevrimleri. Aşağıda şekli verilen temel buhar üretimi çevriminden faydalanarak, türbine adyabatik olarak 6800 kpa basınçta 550 o C sıcaklıkta buhar girmektedir. Yanma sonrası oluşan gazlar yoğunlaştırıcıya 50 o C de 0,96 buhar kalitesi ile girmektedir. Yoğunlaştırıcıdan çıkan doygun suyu kazana gönderilmektedir. Pompa işini, kinetik ve potansiyel enerji değişimlerini ihmal ederek, çevrimin ısıl verimliliğini ve türbinin verimini belirleyiniz. Q H Kazan W S,pompa Türbin W s,türbin 4 yoğuşturucu 3. Su ile çalışan bir Carnot makinesındaki suyun akış hızı kg/s dir, T H = 475 K ve T C = 300 K ise, a.,,3 ve 4 durumdaki basınçları, b. 3 ve 4 durumdaki x buhar kesrini, c. eklenen ısının hızını, d. geri dönen ısının hızını, e. çevirimin ısıl verimliliğini, η, belirleyiniz. T T H T C 4 3 S 3. Buhar üreten bir fabrikada aşağıda verilen çalışma şartlarında işlemler yapılmaktadır. Bu durumda aşağıdaki çalışma şartları için kazandaki ve yoğunlaştırıcıdaki buharın hızını ve ısı transfer hızını belirleyiniz, ayrıca fabrikanın ısıl verimliliğini hesaplayınız. a. P = P = kpa, T = 600 o C; P 3 = P 4 = 0 kpa; η türbin = 0,80; η pompa = 0,75; güç akışı = kw, b. P = P = 7000 kpa, T = 550 o C; P 3 = P 4 = 0 kpa; η türbin = 0,75; η pompa = 0,75; güç akışı = kw, 4. Buhar üreten bir fabrikada buhar iki adyabatik türbin serisinden geçmektedir. Buhar ilk türbine 650 o C ve 7000 kpa ile girmekte ve ikinci türbinden 0 kpa ile çıkmaktadır. Sistem her iki türbin için eşit güç üretimini baz alarak tasarlanmıştır ve türbin verimleri 0,78 dir. Her iki türbin için aradaki buharın sıcaklık ve basıncını belirleyiniz, ayrıca her iki türbin için buharın girişten çıkışa kadar izentropik olarak genişlediğini düşünerek toplam verimi hesaplayınız. 5. Rejeneratif olarak buhar üreten bir çevrimde ısıtıcıya sadece su beslenmektedir. Buhar türbine 4500 kpa ve 500 o C sıcaklık ile girmekte, 0 kpa ile çıkmaktadır. Isıtıcıya beslenen buhar türbinden 350 kpa ile ayrılmakta ve yoğunlaştırıcının sıcaklığı besleme suyunun yoğunlaşma sıcaklığını 350 kpa basıncda 6 o C arttırmaktadır. Türbin ve pompanın verimi 0,78 ise, çevrimin ısıl verimliliği nedir? Türbine giren buharın ne kadarlık bir ksımı ısıtıcıya beslenen sudan ayrılmaktadır.

10 PROBLEM SETİ-8 Soğutma ve Sıvılaştırma. Evde kullanılan bir soğutucu -0 o C de çalışmaktadır. Mutfak sıcaklığı 0 o C dir. Eğer günlük kj lük ısı kaybı oluyor ve elektrik maliyeti 0,08 $/kwsaat ise, soğutucunun yıllık çalışma maliyeti nedir? COP değeri, Carnot un COP değerinin % 60 ına eşit alabilirsiniz.. Bir soğutma sisteminin 4 kj/s iık soğutma hızı ile çalışabilmesi için,5 kw lık güç gerekmektedir. a. Sistemin COP değeri nedir? b. Yoğunlaştırıcıdan ne kadarlık bir ısı dışarıya verilmektedir? c. Eğer dışarıya ısı 40 o C de veriliyorsa, sistemin çalışabileceği en düşük sıcaklık nedir? 3. Aşağıdaki şekilde görülen buhar sıkıştırmalı soğutma sisteminde soğutucu olarak su kullanılmaktadır. Buharlaşma sıcaklığı t = 4 o C, yoğunlaşma sıcaklığı t = 34 o C, η (kompresör) = 0,76 ve soğutma hızı = 00 kj/s dir. Soğutucunun çevrimde akışkanın hızını, yoğunlaştırıcının ısı transfer hızını, gerekli gücü, çevrimin COP değerini, aynı sıcaklık aralığında çalışan Carnot soğutucusunun COP değerini belirleyiniz. 4 3 yoğunlaştarıcı Kısma vanası kompresör buharlaştırıcı S 4. Yukarıdaki şekilde verilen buhar sıkıştırmalı soğutma çevriminde soğutucu sıvı olarak tetrafloroetan kullanılmaktadır. Buharlaşma sıcaklığı 0 o F iken 60, 80 ve 00 o F yoğunlaştırma sıcaklıklarında çalışıldığında yoğunlaştıma sıcaklıklarının COP değerine etkisini, a. Buharın izentropik sıkıştırıldığını kabul ederek, b. Kompresör verimini % 75 alarak, hesaplayınız. 5. İki çevrimli bir soğutma sistemi T C = 0 K ve T H = 305 K sıcaklık aralığında çalışmaktadır. Çevrimdeki diğer sıcaklıklar T C = 55 K ve T H = 60 K dir. Her bir çevrimdeki COP değeri carnot soğutma çevrimindeki COP değerinin % 65 i olarak alınabilir. İki çevrimli soğutma sistemi için COP değerini hesaplayınız ve T C ve T H sıcaklık aralıklarında çalışan Carnot soğutucusundan elde edilen değer ile karşılaştırınız.