TERMODİNAMİK II BUHARLI GÜÇ ÇEVRİMLERİ. Dr. Nezaket PARLAK. Sakarya Üniversitesi Makine Müh. Böl. D Esentepe Kampüsü Serdivan-SAKARYA

Benzer belgeler
BUHARLI VE BİRLEŞİK GÜÇ ÇEVRİMLERİ

HR. Ü. Müh. Fak. Makina Mühendisliği Bölümü Termodinamik II Final Sınavı (22/05/2017) Adı ve Soyadı: No: İmza:

Bölüm 10 BUHARLI VE BİRLEŞİK GÜÇ ÇEVRİMLERİ. Bölüm 10: Buharlı ve Birleşik Güç Çevrimleri

Gerçek ve ideal çevrimler, Carnot çevrimi, hava standardı kabulleri, pistonlu motolar

TERMODİNAMİK SINAV HAZIRLIK SORULARI BÖLÜM 4

SOĞUTMA ÇEVRİMLERİ 1

Buhar çevrimlerinde akışkan olarak ucuzluğu, her yerde kolaylıkla bulunabilmesi ve buharlaşma entalpisinin yüksek olması nedeniyle su alınmaktadır.

Not: Termodinamik tablolar açıktır Tam sonuçlar değerlendirmede dikkate alınacaktır.

HR. Ü. Müh. Fak. Makina Mühendisliği Bölümü Termodinamik II Final Sınavı (15/06/2015) Adı ve Soyadı: No: İmza:

SORULAR VE ÇÖZÜMLER. Adı- Soyadı : Fakülte No :

T.C. GAZİ ÜNİVERSİTESİ ENERJİ SİSTEMLERİ MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ AKIŞKANLAR LABORATUVARI BUHAR TÜRBİNİ DENEYİ FÖYÜ

T.C. GAZİ ÜNİVERSİTESİ ENERJİ SİSTEMLERİ MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ AKIŞKANLAR LABORATUVARI BUHAR TÜRBİNİ DENEYİ FÖYÜ

Bölüm 7 ENTROPİ. Bölüm 7: Entropi

ENTROPİ. Clasius eşitsizliği. Entropinin Tanımı

4. ÇEVRİMLER (Ref. e_makaleleri)

NOT: Toplam 5 soru çözünüz, sınav süresi 90 dakikadır. SORULAR VE ÇÖZÜMLER

T.C. GAZİ ÜNİVERSİTESİ ENERJİ SİSTEMLERİ MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ

MAKİNE MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜM BAŞKANLIĞI DERS TANITIM BİLGİLERİ. Termodinamik-2 MK-222 2/Bahar (3+0+0) 3 4

NOT: Toplam 5 soru çözünüz, sınav süresi 90 dakikadır. SORULAR VE ÇÖZÜMLER

YAZ DÖNEMİ UYGULAMA II I. & II.

DENİZ HARP OKULU MAKİNE MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜM BAŞKANLIĞI DERS TANITIM BİLGİLERİ. Termodinamik-2 MKM-222 2/II (3+0+0) 3 3

Bölüm 5 KONTROL HACİMLERİ İÇİN KÜTLE VE ENERJİ ÇÖZÜMLEMESİ. Bölüm 5: Kontrol Hacimleri için Kütle ve Enerji Çözümlemesi

3. TERMODİNAMİK KANUNLAR. (Ref. e_makaleleri) Termodinamiğin Birinci Kanunu ÖRNEK

YILDIZ TEKNİK ÜNİVERSİTESİ

NOT: Toplam 5 soru çözünüz, sınav süresi 90 dakikadır. SORULAR VE ÇÖZÜMLER

ISI POMPASI DENEY FÖYÜ

ME-207 TERMODİNAMİK ÇALIŞMA SORULARI. KTO Karatay Üniversitesi Makine Mühendisliği Bölümü Yrd. Doç. Dr. Remzi ŞAHİN Arş. Gör. Sadık ATA

HACETTEPE ÜNİVERSİTESİ GIDA MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ GMU 319 MÜHENDİSLİK TERMODİNAMİĞİ Çalışma Soruları #4 ün Çözümleri

HAVA SOĞUTMALI BİR SOĞUTMA GURUBUNDA SOĞUTMA KAPASİTESİ VE ETKİNLİĞİNİN DIŞ SICAKLIKLARLA DEĞİŞİMİ

Bölüm 7 ENTROPİ. Prof. Dr. Hakan F. ÖZTOP

Fuel-oil termik santralleri

Bölüm 5 KONTROL HACİMLERİ İÇİN KÜTLE VE ENERJİ ÇÖZÜMLEMESİ

Soğutma Teknolojisi Bahar Y.Y. Prof. Dr. Ayla Soyer

Bölüm 6 TERMODİNAMİĞİN İKİNCİ YASASI

Bölüm 6 TERMODİNAMİĞİN İKİNCİ YASASI

SOĞUTMA SİSTEMLERİ VE ÇALIŞMA İLKELERİ (Devamı)

4. TERMODİNAMİĞİN İKİNCİ YASASI

BAŞKENT ÜNİVERSİTESİ MAKİNE MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ MAK 402 MAKİNE MÜHENDİSLİĞİ LABORATUVARI DENEY - 5 PSİKROMETRİK İŞLEMLERDE ENERJİ VE KÜTLE DENGESİ

ÇİFT KADEMELİ SOĞUTMA ÇEVRİMLERİNDE ENERJİ VERİMLİLİĞİ

KMB405 Kimya Mühendisliği Laboratuvarı II. Isı Pompası Deneyi. Bursa Teknik Üniversitesi DBMMF Kimya Mühendisliği Bölümü 1

KOJENERASYON. Prof. Dr. İlhan Tekin Öztürk. Kocaeli Üniversitesi

DENİZ HARP OKULU MAKİNE MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜM BAŞKANLIĞI DERS TANITIM BİLGİLERİ. Gaz Türbinleri MKM-423 4/II (3+0+0) 3 4

4. TERMODİNAMİĞİN İKİNCİ YASASI

Otto ve Dizel Çevrimlerinin Termodinamik Analizi. Bölüm 9: Gaz Akışkanlı Güç Çevrimleri

Vˆ (m 3 /kg) ρ (kg/m 3 ) m (kg) F (N)

Bölüm 8 EKSERJİ: İŞ POTANSİYELİNİN BİR ÖLÇÜSÜ. Bölüm 8: Ekserji: İş Potansiyelinin bir Ölçüsü

Gaz Türbinli Uçak Motorları

ISI DEĞİŞTİRİCİLERLE İLGİLİ ÖRNEK SORU VE ÇÖZÜMLERİ

Gözetmenlere soru sorulmayacaktır. Eksik veya hatalı verildiği düşünülen değerler için mantıklı tahminler yapabilirsiniz.

HR. Ü. Müh. Fak. Makina Mühendisliği Bölümü Termodinamik I Bütünleme Sınavı (02/02/2012) Adı ve Soyadı: No: İmza:

2. Teori Hesaplamalarla ilgili prensipler ve kanunlar Isı Transfer ve Termodinamik derslerinde verilmiştir. İlgili konular gözden geçirilmelidir.

Bölüm 3 SOĞUTMA ÇEVRİMLERİNDE EKSERJİ UYGULAMASI

ISI POMPASI DENEY FÖYÜ

1. Aşağıda verilen fiziksel büyüklüklerin dönüşümünde? işareti yerine gelecek sayıyı bulunuz.

İKLİMLENDİRME DENEYİ FÖYÜ

Proses Tekniği TELAFİ DERSİ

SOĞUTMA EĞİTİM SETİ ŞEMASI

SANTRALLERİ SICAK SULU ISITMA DENGELENMESİ. üçüka Dokuz Eylül Üniversitesi Makina Müh. M

JEOTERMAL BÖLGE ISITMA SİSTEMLERİNDE KOJENERASYON ÇEVRİMİ İLE GÜÇ ÜRETİLMESİNİN UYGULANABİLİRLİĞİ -BALÇOVA ÖRNEĞİ-

T. C. GÜMÜŞHANE ÜNİVERSİTESİ MÜHENDİSLİK VE DOĞA BİLİMLERİ FAKÜLTESİ MAKİNE MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ MAKİNE MÜHENDİSLİĞİ DENEYLER 2 SOĞUTMA DENEYİ

Bölüm 6 TERMODİNAMİĞİN İKİNCİ YASASI. Bölüm 6: Termodinamiğin İkinci Yasası

Bölüm 9 GAZ AKIŞKANLI GÜÇ ÇEVRİMLERİ. Bölüm 9: Gaz Akışkanlı Güç Çevrimleri

Journal of Engineering and Natural Sciences Mühendislik ve Fen Bilimleri Dergisi UNIT ELECTRICITY PRODUCTION ANALYSIS OF GAS TURBINES ON PART LOAD

Halit YAŞAR. Doç. Dr. Makina Mühendisliği Bölümü Otomotiv Anabilim Dalı Öğretim Üyesi

Sistemleri. (Kojenerasyon) Sedat Akar Makina Mühendisi Topkapı Endüstri, Gn.Md İstanbul

DERS TANIMLAMA FORMU

Bölüm 5 KONTROL HACİMLERİ İÇİN KÜTLE VE ENERJİ ÇÖZÜMLEMESİ. Bölüm 5: Kontrol Hacimleri için Kütle ve Enerji Çözümlemesi

JEOTERMAL ELEKTRĐK ÜRETĐMĐNDE KULLANILAN TERMODĐNAMĐK ÇEVRĐMLER

GİRİŞ TURBO MAKİNALARIN TANIMI SINIFLANDIRMASI KULLANIM YERLERİ

Bölüm 6 TERMODİNAMİĞİN İKİNCİ YASASI. Bölüm 6: Termodinamiğin İkinci Yasası

3. Versiyon Kitapta 5. Bölüm, 7. Versiyon Kitapta 6. Bölüm, soruları

NOT: Toplam 5 soru çözünüz, sınav süresi 90 dakikadır. SORULAR VE ÇÖZÜMLER

Buhar Sıkıştırmalı Soğutma Çevrimlerinde Enerji ve Ekserji Analizi

Bölüm 4 KAPALI SİSTEMLERİN ENERJİ ANALİZİ

Öğretim planındaki AKTS TERMODİNAMİK II : Yüz yüze eğitim Face to Face / e-learning / b-learning

Bölüm 4 SOĞUTMA ÇEVRİMLERİ

ĠKLĠMLENDĠRME DENEYĠ

Proses Tekniği 3.HAFTA YRD.DOÇ.DR. NEZAKET PARLAK

Bölüm 5 KONTROL HACİMLERİ İÇİN KÜTLE VE ENERJİ ÇÖZÜMLEMESİ. Bölüm 5: Kontrol Hacimleri için Kütle ve Enerji Çözümlemesi

Buji ile ateşlemeli motorlar için teorik çevrimin (Hava Standart OTTO çevrimi) Sıkıştırma ile ateşlemeli motorlar için teorik çevrimin (Dizel Teorik

Bölüm 6 TERMODİNAMİĞİN İKİNCİ YASASI. Bölüm 6: Termodinamiğin İkinci Yasası

1, 2, 3 ve 4 hallerindeki entalpi değerlen soğutucu akışkan-12 tablolarından elde edilebilir

5. ENTROPİ Enerji geçişi, ısı İçten tersinirlik: S Süretim ( 0) Süretim

Akışkanların Dinamiği

ANKARA ÜNİVERSİTESİ GAMA MESLEK YÜKSEKOKULU ELEKTRİK VE ENERJİ BÖLÜMÜ ALTERNATİF ENERJİ KAYNAKLARI TEKNOLOJİSİ ELEKTRİK ENERJİ SANTRALLERİ 2.

SU SOĞUTMA GRUPLARINDA ISININ GERİ KAZANIMI

TERMODİNAMİĞİN İKİNCİ YASASI I

Bölüm 3 SAF MADDENİN ÖZELLİKLERİ

Bölüm 8 EKSERJİ: İŞ POTANSİYELİNİN BİR ÖLÇÜSÜ. Bölüm 8: Ekserji: İş Potansiyelinin bir Ölçüsü

ENERJİ DENKLİKLERİ 1

Şekil 2.1 İki kademeli soğutma sistemine ait şematik diyagram

Dr. Murat Çakan. İTÜ Makina Fakültesi Makina Mühendisliği Bölümü BUSİAD Enerji Uzmanlık Grubu 17 Nisan 2018, BURSA

TAMGA ENDÜSTRİYEL KONTROL SİSTEMLERİ LTD.ŞTİ., ENERJİ YÖNETİMİNDE SINIRSIZ ÇÖZÜMLER SUNAR. HOŞGELDİNİZ

T.C. BALIKESİR ÜNİVERSİTESİ MÜHENDİSLİK MİMARLIK FAKÜLTESİ MAKİNE MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ K-215 HAVA-SU KAYNAKLI ISI POMPASI EĞİTİM SETİ

BUHAR SIKIŞTIRMALI SOĞUTMA SİSTEMLERİ İÇİN SOĞUTUCU AKIŞKAN SEÇİMİ

JEOTERMAL ELEKTRİK ÜRETİM SİSTEMLERİ VE KOJENERASYON

EDUCATIONAL MATERIALS

Bölüm 3 SAF MADDENİN ÖZELLİKLERİ

Termodinamik. Öğretim Görevlisi Prof. Dr. Lütfullah Kuddusi. Bölüm 4: Kapalı Sistemlerin Enerji Analizi

OREN303 ENERJİ YÖNETİMİ KERESTE KURUTMADA ENERJİ ANALİZİ/SÜREÇ YÖNETİMİ

Transkript:

TERMODİNAMİK II BUHARLI GÜÇ ÇEVRİMLERİ Dr. Nezaket PARLAK Sakarya Üniversitesi Makine Müh. Böl. D-6 605 Esentepe Kampüsü 54180 Serdivan-SAKARYA BUHARLI GÜÇ ÇEVRİMLERİ Güç elde etmek amacıyla : iş akışkanı (su) çevrimde dönüşümlü olarak buharlaştırılır ve yoğuşturulur. 1

CARNOT BUHAR ÇEVRİMİ Carnot çevrimi iki ısıl enerji deposu arasında elde edilebilecek maksimum verimi veren teorik bir çevrimdir. Gerçekte uygulanması mümkün değildir. ÇÜNKÜ: 1) DÜŞÜK VERİM: Isı geçişleri çift fazlı akışkan üzerinden gerçekleşir. Çıkılabilecek en yüksek sıcaklık kritik nokta (Tsu-kr=374 C) ile sınırlıdır. 2) KURULUK DERECESİ: 3-4 aralığında izentropik genişleme işlemi gerçekleşirken kuruluk derecesi azalır ve sıvı tanecikleri türbin kanatlarına zarar verir. 3) Yine 1-2 izetropik sıkıştırma işleminde sıvı-buhar karışımının sıkıştırılması gerekmektedir. İki fazlı akışkanı sıkıştıran bir kompresöre ihtiyaç duyulur. Uygulaması zordur. CARNOT BUHAR ÇEVRİMİ Yandaki T-s diyagramında olduğu gibi uygulamadaki bazı sıkıntılar giderilebilir. FAKAT, doymuş sıvı akışkanın çok yüksek basınçlara sıkıştırılması ve de değişen basınç altında ısı geçişini sağlamak gibi diğer problemler ortaya çıkar. 2

RANKİNE BUHAR ÇEVRİMİ 1-2 Pompada izentropik sıkıştırma 2-3 kazanda sabit basınçta ısı girişi 3-4 Türbinde izentropik genişleme 4-1 Yoğuşturucuda sabit basınçta ısı atılması RANKİNE BUHAR ÇEVRİMİ HESAPLAMALAR Isı girişi: Çevrimden atılan ısı: Isıl verim: Pompa işi: Türbin işi: Net iş: 3

RANKİNE BUHAR ÇEVRİMİ Soru(10-15): 210 MW gücünde bir buharlı güç santrali basit Rankine çevrimine göre çalışmaktadır. Buhar türbine 10 MPa basınç ve 500 C sıcaklıkta girmekte ve yoğuşturucuda 10 kpa basınçta soğutulmaktadır. Çerimi T-s diyagramında göstererek; a) türbin çıkışında buharın kuruluk derecesini, b) çevrimin ısıl verimini, c) buharın kütlesel debisini hesaplayınız. Çözüm: Tablo A-4, A-5 ve A-6 RANKİNE BUHAR ÇEVRİMİ 4

RANKİNE BUHAR ÇEVRİMİ GERÇEK BUHARLI GÜÇ ÇEVRİMİNİN İDEAL BUHARLI GÜÇ ÇEVRİMİNDEN FARKI GERÇEK RANKİNE BUHAR ÇEVRİMİ Soru (10-22): Basit ideal Rankine çevrimine göre çalışan bir buharlı güç santralinin net gücü 45 MW tır. Su buharı türbine 7 Mpa basınç ve 500 C sıcaklıkta girmekte, yoğuşturucuda 10 kpa basınçta soğutulmaktadır. Yoğuşturucuda suyu soğutmak için kullanılan göl suyunun debisi 2000 kg/s dir. Türbin ve pompanın izentropik verimlerini %87 alarak; a) Çevrimin ısıl verimini, b) Buharın debisini, c) Soğutma suyunun sıcaklığındaki yükselmeyi hesaplayınız. d) Çevrimin T-s diyagramında gösteriniz. Çözüm: 5

GERÇEK RANKİNE BUHAR ÇEVRİMİ RANKİNE BUHAR ÇEVRİMİNİN VERİMİNİN ARTIRILMASI Yoğuşturucu Basıncının Düşürülmesi 6

RANKİNE BUHAR ÇEVRİMİNİN VERİMİNİN ARTIRILMASI Buharın Kızdırılması RANKİNE BUHAR ÇEVRİMİNİN VERİMİNİN ARTIRILMASI Kazan Basıncının Yükseltilmesi ve ara kızdırma 7

ARA ISITMALI RANKİNE ÇEVRİMİ ARA ISITMALI RANKİNE ÇEVRİMİ Soru (10-33): Ara ısıtmalı Rankine çevrimine göre çalışan buharlı bir güç santralinin net gücü 80 MW tır. Buhar, yüksek basınç türbinine 10 MPa basınç ve 500 C sıcaklıkta, alçak basınç türbinine ise 1 MPa ve 500 C de girmekte; yoğuşturucudan 10 basınçta doymuş sıvı olarak çıkmaktadır. Türbinin ve pompanın izentropik verimleri sırasıyla &80 ve 95 tir. Çevrimi T-s diyagramında göstererek; a) türbin çıkışında kuruluk derecesini yada sıcaklığını, b) çevrimin ısıl verimini, c) Buharın kütlesel debisini hesaplayınız. Çözüm: 8

ARA ISITMALI RANKİNE ÇEVRİMİ ARA ISITMALI RANKİNE ÇEVRİMİ 9

ARA BUHAR ALMALI (REJENERASYON) RANKİNE ÇEVRİMİ Açık besleme suyu ısıtıcılı (Karışım odalı): ARA BUHAR ALMALI (REJENERASYON) RANKİNE ÇEVRİMİ Kapalı besleme suyu ısıtıcılı: 10

ARA BUHAR ALMALI (REJENERASYON) RANKİNE ÇEVRİMİ Soru (10-43) : Buharlı bir güç santrali, ideal ara buhar almalı Rankine çevrimine göre çalışmaktadır. Buhar türbine 6 MPa basınç ve 450 C sıcaklıkta girmekte, yoğuşturucuda 20 kpa basınçta yoğuşmaktadır. Türbinden 0.4 MPa basınçta ayrılan buhar, açık besleme suyu ısıtıcısında kazan besleme suyunu ısıtmak için kullanılmaktadır. Su besleme suyu ısıtıcısından doymuş sıvı halinde çıkmaktadır. Çevrimi T-s diyagramında göstererek, a) kazandan geçen birim akışkan kütlesi için çevrimin net işini, b) çevrimin ısıl verimini hesaplayınız. Çözüm: ARA BUHAR ALMALI (REJENERASYON) RANKİNE ÇEVRİMİ 11

ARA BUHAR ALMALI (REJENERASYON) RANKİNE ÇEVRİMİ BİRLEŞİK ISI-GÜÇ (KOJENERASYON) ÜRETİMİ Hem güç hem de proses için gerekli olan ısı enerjisini üreten çevrimlerdir. Enerjiden yararlanma oranı 12

BİRLEŞİK ISI-GÜÇ (KOJENERASYON) ÜRETİMİ Soru (10-66): Su buharı bir birleşik ısı-güç santralinin türbinine 7 MPa ve 500 C de girmektedir. 30 kg/s olan buhar debisinin dörtte biri, 600 kpa basınçta türbinden ayrılarak ısıl işlemlerde kullanılmaktadır. Buharın geri kalanı, 10 kpa basınca genişlemektedir. Türbinde ayrılarak ısıl işlemlerde kullanılan buhar yoğuşturulduktan sonra sabit basınçta kazan besleme suyu ile karıştırılmakta ve karışım 7 Mpa kazan basıncına pompalanmaktadır. Borulardaki basınç düşüşü ve ısı kayıplarını göz ardı ederek ve türbinle pompanın izentropik olduğunu varsayarak; santralin net gücünü, ve enerjiden yararlanma oranını belirleyiniz. BİRLEŞİK ISI-GÜÇ (KOJENERASYON) ÜRETİMİ 13

BİRLEŞİK ISI-GÜÇ (KOJENERASYON) ÜRETİMİ BİRLEŞİK GAZ-BUHAR GÜÇ ÇEVRİMİ Brayton çevrimi (gaz türbini çevrimi ) ile Rankine çevriminin oluşturduğu bileşik bir çevrimdir. 14

BİRLEŞİK GAZ-BUHAR GÜÇ ÇEVRİMİ Soru (10-74): Bir birleşik gaz-buhar çevriminde, Brayton çevriminin basınç oranı 16 olup, Hava kompresöre 300 K sıcaklıkta 14 kg/s debi ile girmektedir. Yanma odasından 1500 K sıcaklıkta çıkan gazlar türbinde genişledikten sonra, bir ısı değiştiricisinde 10 MPa basınç ve 400 C sıcaklıkta buhar üretiminde kullanılmaktadır. Yanma gazları ısı değiştiricisinden 420 K sıcaklıkta çıkmaktadır. Üretilen buhar türbinde 15 kpa yoğuşturucu basıncına kadar genişlemektedir. Tüm sıkıştırma ve genişleme işlemlerinin izentropik olduğunu varsayarak; çevrimin ısıl verimini hesaplayınız. BİRLEŞİK GAZ-BUHAR GÜÇ ÇEVRİMİ Çözüm: 15

BİRLEŞİK GAZ-BUHAR GÜÇ ÇEVRİMİ Çözüm: BİRLEŞİK GAZ-BUHAR GÜÇ ÇEVRİMİ Çözüm: 16