MAK TERMODİNAMİK (CRN: 22594, 22599, 22603, ) BAHAR YARIYILI ARA SINAV-1

Transkript

1 MK - ERMODİNMİK.0.00 CRN: 594, 599, 60, 608 ) BHR YRIYILI R SIN- Soru -) Br pston-slndr düznğnd, başlangıçta 75 kpa basınçta doyuş sııbuhar karışıı, 5 kg su bulunaktadır. Suyun.09 kg lık bölüü sıı fazında, gr kalanı s buhar fazındadır. Bu durudaykn pston durdurucular üzrnddr. Daha sonra suya ısı gçş olakta, basınç yükslkt basınç 00 kpa olduğunda pston harkt ty başlaaktadır. Isı gçş, topla hac yüzd 0 oranında artana kadar sürktdr. a) İlk son hallrdk sıcaklığı, özgül hac ç nrjy bulunuz. b) Pston harkt ty başladığı anda ğr sıı fazı cutsa sıı fazındak suyun kütlsn bulunuz. c) Hal dğş sırasında yapılan ş ısı gçşn hsaplayınız. d) Hal dğşn, doya ğrlrn d göstrrk P- dyagraında çznz. Soru -) İal dln akna parçalarına ısıl şl uygulanan lktrkl br talaa fırını şkld şatk olarak görülktdr. alanacak alz lktrkl ısıtıcı l ısıtılırkn br yandan da br fanla fırın çndk haa karıştırılaktadır. Böyl br fırının topla hac olup çn. hacnd çlk alz konulablktdr. Fırın haası çlk alz 0 o C sıcaklık 00 kpa basınçta kn fırın çalıştırılakta saat çnd fırın haası çlk alz 500 o C sıcaklığa glktdr. Fanın çktğ güç 00 W bu sür boyunca fırından çry br zaanda gçn ortalaa ısı 0 kw olduğuna gör fırını taan kapalı sst olarak l alarak haa sızdıraz) a) haayı ükl gaz özgül ısıları sabt kabul drk, lktrkl ısıtıcının gücünü bulunuz fırın çndk son basıncı hsaplayınız b) lk son hald haayı ükl gaz kabul tnn doğru olup oladığını kontrol dnz. lk son hal çn sıkıştırılabl faktörlrn bulunuz). [Haa B) çn R0.87 kj/kgk, c 0.75 kj/kgk, c p.040 kj/kgk Çlk ) çn ρ 780 kg/,., c c p c0.5 kj/kgk] Haa B) & Çlk ) ρ 780 kg/. c0.5 kj/kgk H O 5 kg 75 kpa l Soru -) Haa br koprsör 00 kpa basınç C sıcaklıkta grkt MPa basınç 97 C sıcaklıkta çıkaktadır. Haanın grştk hacsl dbsn 50 /dakka alarak koprsördn çry olan ısı gçşn hal drk, a) Koprsördn gçn haanın kütl dbsn, b) koprsörü çalıştırak çn grkl gücü, c) koprsör grşnd çıkışındak hacsl dblrn oranını bulunuz. d) Sıkıştıra sırasında koprsör gödsnd dolaşan suyla haadan ısı çklrk koprsörü çalıştırak çn grkl güç düşürülblr. Haadan 0 kj/kg ısı çklrk çıkış sıcaklığı 77 C a düşürülüştür. Koprsörün nrj tüktndk düşüş ktarını hsaplayınız. Soru 4-) Buhar türbn, su buharının kadl olarak gnşldğ ş yaptığı br aknadır. Br kad, br dz sabt harktl kanatçıktan oluşur. Buharın ç nrjs sabt kanatçıklarda kntk nrjy, kntk nrj d harktl kanatçıklarda ş dönüşür. Sabt kanatçıklar arasında buharın aktığı bölg adyabatk br lüldr. Böyl br lüly su buharı MPa basınç 4.7 o C sıcaklıkta 0 /s hızla grkt,.6 MPa basınç 00 o C sıcaklıkta çıkaktadır. Su buharının hal dğşn - dyagraında göstrnz. Su buharının lüldn çıkış hızını /s) lülnn çıkış kst l grş kst alanlarının brbrlrn oranını / ) bulunuz. Lüly grş hal çn h kj/kg, 0.95 /kg alınablr. Sür : 0 dakka Drs notları ktaplar kapalıdır. Sınada kullanılacak ablolar sz rlcktr. 4 boyutunda br forül kağıdı kullanılablr. Forül kağıdında konu anlatıı probl çözüü bulunaaz. B Ş R I L R

2 Soru ) Br pston-slndr düznğnd, başlangıçta 75 kpa basınçta doyuş sııbuhar karışıı, 5 kg su bulunaktadır. Suyun.09 kg lık bölüü sıı fazında, gr kalanı s buhar fazındadır. Bu durudaykn pston durdurucular üzrnddr. Daha sonra suya ısı gçş olakta, basınç yükslkt basınç 00 kpa olduğunda pston harkt ty başlaaktadır. Isı gçş, topla hac yüzd 0 oranında artana kadar sürktdr. a) İlk son hallrdk sıcaklığı, özgül hac ç nrjy bulunuz. b) Pston harkt ty başladığı anda ğr sıı fazı cutsa sıı fazındak suyun kütlsn bulunuz. c) Hal dğş sırasında yapılan ş ısı gçşn hsaplayınız. d) Hal dğşn, doya ğrlrn d göstrrk P- dyagraında çznz. Çözü: Kapalı Sst : 5 kg H O İlk hal : P 75 kpa, doyuş sıı-buhar karışıı f.09 kg, g.9 kg) ra hal : P 00 kpa, Son hal : P P 00 kpa, Kütlnn korunuu: 5 kg - sabt hal dğş - Psabt hal dğş a) İlk hald su doyuş sıı-buhar karışıı halnd olduğundan P 75 kpa o d,75kpa 9.76 C doyuş sıı buhar karıarış g f x f + x g f ) ).9 / kg u u + x u u ) ) 6.4 kj / kg f g f H O 5 kg 75 kpa b) ya f f + g g / kg 5 P 00 kpa.549 / kg g kpa / kg >, / kg o kızgın buhar 400 C u 967. kj / kg P 00 kpa.9 / kg.9 / kg,00 > g kpa / kg Kızgın buhar halnd olduğundan bu hald sıı yoktur. c) Sadc - Psabt hal dğşnd harktl sınır ş ardır: d) W P ) ) 58. kj W + W 58. kj W Brnc Yasa W U + KE + PE u u) + W ) kj P

3 Soru -) İal dln akna parçalarına ısıl şl uygulanan lktrkl br talaa fırını şkld şatk olarak görülktdr. alanacak alz lktrkl ısıtıcı l ısıtılırkn br yandan da br fanla fırın çndk haa karıştırılaktadır. Böyl br fırının topla hac olup çn. hacnd çlk alz konulablktdr. Fırın haası çlk alz 0 o C sıcaklık 00 kpa basınçta kn fırın çalıştırılakta saat çnd fırın haası çlk alz 500 o C sıcaklığa glktdr. Fanın çktğ güç 00 W bu sür boyunca fırından çry br zaanda gçn ortalaa ısı 0 kw olduğuna gör fırını taan kapalı sst olarak l alarak haa sızdıraz) a) haayı ükl gaz özgül ısıları sabt kabul drk, lktrkl ısıtıcının gücünü bulunuz fırın çndk son basıncı hsaplayınız b) lk son hald haayı ükl gaz kabul tnn doğru olup oladığını kontrol dnz. lk son hal çn sıkıştırılabl faktörlrn bulunuz). [Haa B) çn R0.87 kj/kgk, c 0.75 kj/kgk, c p.040 kj/kgk Çlk ) çn ρ 780 kg/,., c c p c0.5 kj/kgk] Haa B) & Çlk ) ρ 780 kg/. c0.5 kj/kgk W & l Çözü: a) Haa MG özgül ısılar sabt olduğunda Kapalı sst : Fırın çndk haa B) çlk alz ) İlk hal : ) 0 C,. B) B 0 C, B 0.8, P B 00 kpa Son hal : ) 500 C, B) B 500 C, B B - Dngsz hal dğş PB B 00)0.8) ρ 780).) 996 kg B kg R 0.87) ) ro..c yasa E E W, KE 0, PE 0 U U W u + u ) u + u W B B B B) ) + B B B) ) + B ) u u u u W c c W c + c ) W B ) 0 600, W + ) ) 600 c + Bc ) ) ) 600 l c c + B 996)0.5) )0.75) ) ) kw B R )0.87) ) PB kpa 0.8 B b) Haa çn P kr.77 MPa, kr.5 K PR 0.065, R. Z olduğu çn bu hald haa MG alınablr B / B 0.8 / R 5.85, R Z.5 R / P 0.87).5) / 770 olduğundan knc hald d haa MG olarak kabul dlblr. kr kr

4 Soru -) Haa br koprsör 00 kpa basınç C sıcaklıkta grkt MPa basınç 97 C sıcaklıkta çıkaktadır. Haanın grştk hacsl dbsn 50 /dakka alarak koprsördn çry olan ısı gçşn hal drk, a) Koprsördn gçn haanın kütl dbsn, b) koprsörü çalıştırak çn grkl gücü, c) koprsör grşnd çıkışındak hacsl dblrn oranını bulunuz. d) Sıkıştıra sırasında koprsör gödsnd dolaşan suyla haadan ısı çklrk koprsörü çalıştırak çn grkl güç düşürülblr. Haadan 0 kj/kg ısı çklrk çıkış sıcaklığı 77 C a düşürülüştür. Koprsörün nrj tüktndk düşüş ktarını hsaplayınız. Çözü: Haa, ükl gaz kabul dlrs a) çık sst : Haa koprsörü SS) Grş hal : P 00 kpa, C Çıkış hal : P MPa, 97 C Br grş br çıkışlı sürkl akışlı açık sst çn kütlnn korunuu, & & & R 0.87) 95) / kg P 00 b) Br grş br çıkışlı sürkl akışlı açık sst çn. yasa, ) ) & & h h + k+ p & h h ablo -7 dn Haanın MG özlklr tablosu), 95 K çn h 95.7 kj/kg 470 K çn h 47.4 kj/kg Sayısal dğrlr. yasada yrn koyalı, ) & & kg dak.95 kg/s kw c) P P R, P R P & & P & & P d) ablo -7 dn Haanın MG özlklr tablosu), 95 K çn h 95.7 kj/kg 450 K çn h kj/kg & & h h) q & & h h).95x0) ) 49 kw Düşüş kw 77. /

5 Soru 4-) Buhar türbn, su buharının kadl olarak gnşldğ ş yaptığı br aknadır. Br kad, br dz sabt harktl kanatçıktan oluşur. Buharın ç nrjs sabt kanatçıklarda kntk nrjy, kntk nrj d harktl kanatçıklarda ş dönüşür. Sabt kanatçıklar arasında buharın aktığı bölg adyabatk br lüldr. Böyl br lüly su buharı MPa basınç 4.7 o C sıcaklıkta 0 /s hızla grkt,.6 MPa basınç 00 o C sıcaklıkta çıkaktadır. Su buharının hal dğşn - dyagraında göstrnz. Su buharının lüldn çıkış hızını /s) lülnn çıkış kst l grş kst alanlarının brbrlrn oranını / ) bulunuz. Lüly grş hal çn h kj/kg, 0.95 /kg alınablr. Çözü : çık Sst : Lül SS) Grş hal : P MPa, 4.7 C, 0 /s h 080. kj/kg, 0.97 /kg) Çıkış hal : P.6 MPa, 00 C P.6 MPa, 00 C çn tablodan h 05.4 kj/kg, /kg) Kütlnn korunuu: & & 0 & & &, ksttn gçn db & / ρ.c yasa p 0, & 0, 0 çn & & h ) + ) 0 h h h ) + + h h ) 0 + )000) ) / s 00 / s & )0) 0.97)00)