%20 Fazla hava dikkate alınarak yanma denklemi aşağıdaki şekilde yazılır:

Benzer belgeler
Yrd. Doç. Dr. Atilla EVCİN Afyonkarahisar Yrd. Doç. Dr. Atilla EVCİN Afyonkarahisar Temel: 100 mol kuru su gazı. caklık k ve 5 bar basınc

Soru No Program Çıktısı 3, ,10 8,10

Dokuz Eylül Üniversitesi, Mühendislik Fakültesi, Çevre Mühendisliği Bölümü, Buca/İZMİR. Yanma. Prof.Dr. Abdurrahman BAYRAM

Katlı oranlar kanunu. 2H 2 + O 2 H 2 O Sabit Oran ( 4 g 32 g 36 g. 2 g 16 g 18 g. 1 g 8 g 9 g. 8 g 64 g 72 g. N 2 + 3H 2 2NH 3 Sabit Oran (

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

İDEAL GAZ KARIŞIMLARI

KOK PROSESİ EGZOSTERLERDE PATLAMADAN KORUNMA DÖKÜMANI HAZIRLANMASI

KYM 101 KİMYA MÜHENDİSLĞİNE GİRİŞ PROBLEM SETİ

FOSİL YAKITLARIN YANMASI

YANMA. Derlenmiş Notlar. Mustafa Eyriboyun ZKÜ

Çözüm: m 1 = m 2 = 1g, G = 6.66 x 10-8 cm 3 /s.g, r = 1 cm. m m 1 2 F = G r 2 1 x 1. F = 6.66 x F = 6.66 x 10-8 din (= g.

STOKİYOMETRİ. Kimyasal Tepkimelerde Kütle İlişkisi

Binaların Isı Merkezlerinde Bulunan Kalorifer Kazanlarının Yanma Havası ve Hava Fazlalık Katsayılarına Göre Yanma Gazlarının Özelliklerindeki Değişim

TEKNİK FİZİK ÖRNEK PROBLEMLER-EK2 1

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

1 mol = 6, tane tanecik. Maddelerde tanecik olarak atom, molekül ve iyonlar olduğunda dolayı mol ü aşağıdaki şekillerde tanımlamak mümkündür.

KİMYASAL BİLEŞİKLER İÇERİK

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

Endüstriyel Kaynaklı Hava Kirliliği

KYM 101 KİMYA MÜHENDİSLĞİNE GİRİŞ PROBLEM SETİ

Havacılık Meteorolojisi Ders Notları. 1. Atmosfer ve İçeriği

Doğal Gaz Dağıtım Sektöründe Çevre Performansı. Erdal Kaya 02/11/2017 Haliç Kongre Merkezi / İstanbul

STOKĐYOMETRĐ. Yrd.Doç.Dr. İbrahim İsmet ÖZTÜRK

TEKNİK FİZİK/TERMODİNAMİK-ÖRNEK PROBLEMLER 1

Karbonmonoksit (CO) Oluşumu

Kömür ve Doğalgaz. Öğr. Gör. Onur BATTAL

Endüstriyel Kaynaklı Hava Kirliliği

ENERJİ YÖNETİMİ ve POLİTİKALARI

YANMA. Özgür Deniz KOÇ

Tozların Şekillendirilmesi ve Sinterleme. Yrd. Doç. Dr. Rıdvan YAMANOĞLU

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

TY T Temel Yeterlilik Testi

ğ ö ö ö ö ğ ğ ç çö ç ğ ç ö ğ ğ ç ğ ğ ç ğ ç ğ ğ ğ ç ö ö ğ ğ ç ö ğ ğ ç ğ ğ ö ö ğ Ö ç ö

İ Ö İ Ü İ İ İ Ş İ İ Ü Ü İ Ç Ş Ğ Ğ Ö Ş ö ö ö Ö

Ğ Ü Ç Ç ç ö ç ö ç ö ç ö ç ö ö ç ç ç ç ç ç çö ç

Ü Ğ ç Ğ ç ö ç ö

OREN1066 TEKNİK FİZİK / TERMODİNAMİK ÖRNEK PROBLEMLER

DOĞAL GAZ YAKITLI BİR YANMA ODASINDA HAVA VE YAKIT SICAKLIKLARININ SICAKLIK, ENTALPİ VE ENTROPİ ÜZERİNDEKİ ETKİLERİNİN İNCELENMESİ

KONU MOTORLARIN ÇEVREYE OLUMSUZ ETKĠLERĠ VE BU ETKĠLERĠN AZALTILMASI

Enerji iş yapabilme kapasitesidir. Kimyacı işi bir süreçten kaynaklanan enerji deyişimi olarak tanımlar.

İÇERİK. Amaç Yanma Dizel motorlardan kaynaklanan emisyonlar Dizel motor kaynaklı emisyonların insan ve çevre sağlığına etkileri Sonuç

ÇALIŞMA YAPRAĞI KONU ANLATIMI

NÖ-A NÖ-B. Şube. Alınan Puan. Adı- Soyadı: Fakülte No: 1. Aşağıda verilen fiziksel büyüklüklerin eşit olduğunu gösteriniz. 1/6

ENERJİ YÖNETİMİ VE POLİTİKALARI

3.BÖLÜM: TERMODİNAMİĞİN I. YASASI

!" #$%&'! ( ')! *+*,(* *' *, -*.*. /0 1, -*.*

2+ 2- Mg SO 4. (NH 4 ) 2 SO 4 (amonyum sülfat) bileşiğini katyon ve anyonlara ayıralım.

Prof. Dr. Bülent KESKİNLER Gebze Yüksek Teknoloji Enstitüsü Çevre Mühendisliği Bölümü

tmmob makina mühendisleri odası uygulamalı eğitim merkezi Yakıtlar ve Yakıcılar Yavuz TÜTÜNOĞLU Makina Mühendisi Enerji Yöneticisi EEP Eğitmeni

FİZİKSEL KİMYA I FİNAL SINAVI

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

6. Aşağıdaki tablodan yararlanarak X maddesinin ne olduğunu (A, B,C? ) ön görünüz.

BACA GAZI DEVRİDAİMİ NOx lerin azaltılması için

HİDROJEN ÜRETİMİ BUĞRA DOĞUKAN CANPOLAT

GIDALARIN BAZI FİZİKSEL NİTELİKLERİ

Prof.Dr. Mustafa ODABAŞI

SINAV SÜRESİ 80 DAKİKADIR. BAŞARILAR

Yanma Kaynaklı Kirleticiler

Bölüm 3 SAF MADDENİN ÖZELLİKLERİ

Bölüm 15 Kimyasal Denge. Denge Kavramı

Partikül halinde kömürden uzaklaştırılma. Çözelti halinde kömürden uzaklaştırılma

GAZLAR GAZ KARIŞIMLARI

2-Emisyon Ölçüm Raporu Formatı

KAZANLARDA ENERJİ VERİMLİLİĞİ

tmmob makina mühendisleri odası uygulamalı eğitim merkezi Buhar Kazanı Verim Hesapları Eğitimi

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

GENEL KİMYA 101 ÖDEV 3

7. Bölüm: Termokimya

Bazı işlemlerde kısaltma olarak (No: Avogadro sayısı) gösterilir. Bir atomun gram türünden miktarına atom-gram (1 mol atom) denir.

GENEL KİMYA. 6. Konu: Mol Kavramı ve Avagadro Sayısı

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

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

Motorlarda Yanma. C+H+S+O=1 Tam Yanmada. min. Yıldız Teknik Üniversitesi

KÖMÜRÜN GAZLAŞTIRILMASI YOLUYLA ELDE EDİLEN SENTEZ GAZINDAN METANOL ÜRETİMİ

Akışkanların Dinamiği

Konular: I. Değerlik bağı teorisi ve melezleģme (Ders #15 den devam) Karmaşık moleküllerde melezleşme tayini

UYGULAMA 1. Prof.Dr. Mustafa Cavcar Anadolu Üniversitesi, Sivil Havacılık Yüksekokulu, Eskişehir. Tablo 1. Uygulamalar için örnek uçak

GENEL KİMYA. 10. Hafta.

AKM 205 BÖLÜM 8 - UYGULAMA SORU VE ÇÖZÜMLERİ

GENEL BAKIŞ. Petrol ve Doğal Gaz Üretimi 2004 Senaryosu. Fosil Yakıt Rezervleri: Ekonomik olarak Kullanılabilir Kaynaklar Bilinen Tüm Kaynaklar

Bölüm 2 Kirletici Maddelerin Oluşumu

4. Ünite 2. Konu Enerji Kaynakları. A nın Yanıtları

BİYOKÜTLE OLARAK PİRİNANIN ENERJİ ÜRETİMİNDE KULLANILMASI

Kazan Bacalarında Meydana Gelen Enerji ve Ekserji Kayıpları

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

Genel Kimya Prensipleri ve Modern Uygulamaları Petrucci Harwood Herring 8. Baskı. Bölüm 4: Kimyasal Tepkimeler

Hava kirleticilerinin çoğu havaya küçük miktarlarda katılır. Kirleticilerin yoğunluğu değişik biçimlerde ifade edilir.

SORULAR VE ÇÖZÜMLER. Adı- Soyadı : Fakülte No :

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

Entropi tünelinden çıkmanın tek yolu ekserji iksirini içmektir! (A. Midilli)

ALTERNATİF ENERJİ KAYNAKLARI


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

E = U + KE + KP = (kj) U = iç enerji, KE = kinetik enerji, KP = potansiyel enerji, m = kütle, V = hız, g = yerçekimi ivmesi, z = yükseklik

Bölüm 3 SAF MADDENİN ÖZELLİKLERİ

Soru No Puan Program Çıktısı 3, ,8 3,10 1,10

VIA GRUBU ELEMENTLERİ

Bölüm 5 KONTROL HACİMLERİ İÇİN KÜTLE VE ENERJİ ÇÖZÜMLEMESİ

YAZILI SINAV SORU ÖRNEKLERİ KİMYA

SANAYĠ KAYNAKLI HAVA KĠRLĠLĠĞĠ KONTROLÜ

Transkript:

Zonguldak Karaelmas Üniversitesi 2010-2011 Güz Dönemi Mühendislik Fakültesi Makine Mühendisliği Bölümü 10 Kasım 2010 Çarşamba, 17:00 MAK 411 Yanma Teorisi Arasınav Sorular ve Çözümleri Soru 1 %90 Metan (CH 4 ) ve %10 etan dan (C 2 H 6 ) oluşan, 25 C sıcaklıktaki bir gaz karışımı; 37 C sıcaklıktaki %20 fazla hava ile (kuru hava) ile 1 atm basınçta, tam olarak yanmaktadır. a) Bu yanma işlemi için yakıt hava oranını hesaplayınız. b) Adyabatik alev sıcaklığını hesaplayınız. Çözüm 1 a) Yakıt-Hava oranı: Yanma işleminin kimyasal denklemi stokiometrik durumda şu şekildedir: 0.9CH 4 + 0.1C 2 H 6 + a(o 2 + 3.76N 2 ) xco 2 + yh 2 O + wn 2 Parantez içindeki terimler kuru havanın bileşimini göstermektedir. x, y ve a ise hava miktarı ve yanma ürünlerinin bilinmeyen mol miktarlarını göstermektedir. Bilinmeyen x, y ve a değerleri, her bir element için kütlenin korunumu ilkesi uygulanarak bulunur. Kütlenin korunumu ilkesine göre, her element için ayrı ayrı geçerli olmak kaydıyla, elementlerin toplam mol sayısı veya kütleleri yanma işlemi süresince sabit kalır. C: 0.9+2 0.1 = x x = 1.1 H: 4 0.9+6 0.1 = 2y 3.6+0.6 = 2y 4.2 = 2y y = 2.1 O: 2a = 2x+y 2a = 2 1.1+2.1 2a = 2.2+2.1 a =2.15 N 2 : (a)(3.76) = w (2.15)(3.76) = w w = 8.084 Bulunan a değeri ile yanma denklemi aşağıdaki şekilde yazılır: 0.9CH 4 + 0.1C 2 H 6 + 2.15(O 2 + 3.76N 2 ) 1.1CO 2 + 2.1H 2 O + 8.084N 2 %20 Fazla hava dikkate alınarak yanma denklemi aşağıdaki şekilde yazılır: 0.9CH 4 + 0.1C 2 H 6 + 1.2 2.15 (O 2 + 3.76N 2 ) 1.1CO 2 + 2.1H 2 O + 0.2 2.15O 2 +9.7008N 2.. Yakıt-hava oranı, YH = (m yakıt /m hava ) YH = (0.9 12+4 0.9 1+2 0.1 12+6 0.1 1) / (2.58 2 16+2.58 3.76 26) YH = 17.4/334,7808 = 0,051974 YH = 0,051974 Hava-Yakıt Oranı, HY = 1/YH = 1/0.051974 = 19.2404 HY = 19.2404

b) Adyabatik alev sıcaklığı: Adyabatik alev sıcaklığı, yanma sırasında alevden çevresine hiç ısı transferi olmaması durumunda alevin ulaşacağı en yüksek sıcaklığı ifade eder. Buna göre, ç ç 0 ç ç ğ ç ş ğ ç ç ç ğ ç ş ğ ç ş ğ ç Yanma işlemine giren maddelerin entalpileri: Madde DENEME-1 T= 2200 K DENEME-2 T= 1900 K CH 4 (gaz) -74850 - - - - C 2 H 6 (gaz) -84680 - - - - O 2-8682 9030 75484 64116 N 2-8669 9014 72040 61220 CO 2-393520 9364-112939 94793 H 2 O (gaz) -241820 9904-92940 77517 1.13935209364 2.12418209904 0.43 08682 9.7008 08669 0.974850 0.184680 2.58 0 9030 8682 9.7008 0 9014 8669 1.1402884 2.1251724 0.438682 9.70088669 0.974850 0.184680 2.58 348 9.7008 345

443172.4 1.1 528620.4 2.1 3733.26 0.43 84096.24 9.7008 67365 8468 897.84 3346.78 1059622.3 1.1 2.1 0.43 9.7008 71588.38-1059622.3 + 1.1 CO2 +2.1h H2O +0.43 O2 +9.7008 N2 = -71588.38 1.1 CO2 +2.1h H2O +0.43 O2 +9.7008 N2 = 988034 kj Bu aşamadan sonra seçilen bir sıcaklık için ürünlerin entalpileri üstteki denklemde yerine konulur ve eşitliği sağ tarafındaki değere yakın sonuç verip vermediğine bakılır. İlk olarak hangi sıcaklığın seçilmesi hususunda şöyle bir yol izlenebilir: Ürünlerin toplam mol sayısı = 1.1+2.1+0.43+9.7008 = 13,3308 Bir mol ürün başına entalpi = 74117 Ürünler içinde en büyük miktarı N 2 ve H 2 O oluşturmakta; 9.7008 kmol N 2 ve 2.1 kmol H 2 O var. Öncelikle bu iki maddenin 74117 değerine yakın entaplisi hangi sıcaklıktadır, onlara bakılmalıdır: N 2 için 2300 K de 75676 H 2 O için 1860 K de 75506 O halde ilk denemeye bu iki sıcaklıktan azotunkine daha yakın olandan başlanabilir. Yaklaşık orantı ile (9.7 2300+2.1 1860) / 11.8=2222 K İlk deneme için 2200 K alınabilir. DENEME-1: T 1.deneme = 2200 K için 1.1 CO2 +2.1h H2O +0.43 O2 +9.7008 N2 =? 1.1 112939 + 2.1 92940 + 0.43 75484 + 9.7008 72040 =1 050711 kj 1.1 CO2 +2.1h H2O +0.2 O2 +9.7008 N2 = 1050711 kj 1050711 kj > 988034 kj DENEME-2: T 2.deneme = 1900 K için 1.1 CO2 +2.1h H2O +0.43 O2 +9.7008 N2 =? 1.1 94793 + 2.1 77517 + 0.43 64116 + 9.7008 61220 =888511 kj 1.1 CO2 +2.1h H2O +0.2 O2 +9.7008 N2 = 888511 kj 888511 < 988034 kj 1900 K ile 2200 K arasında doğrusal orantı ile T adyabatik = 2110 K olarak bulunur.

Soru 2 Çatalağzı Termik Elektrik Santralı nda (ÇATES) kullanılan TTK Çatalağzı kömürünün elementel analizi yandaki tabloda verildiği gibidir. Bu kömürün teorik tam yanması halinde gerekli en az hava miktarı ile baca gazı (duman gazı) içindeki CO 2 ve SO 2 miktarlarını, a) Birim kg kömür için hacimsel olarak bulunuz. (30 puan) b) Santral, günde 5000 ton kömür yaktığına göre günde atmosfere salınan CO 2 ve SO 2 miktarlarını kg olarak hesaplayınız. (10 puan) Element Miktar (kg/kg kömür ) C (Karbon) 0.465 H (Hidrojen) 0.027 O (Oksijen) 0.043 N (Azot) 0.006 S (Kükürt) 0.005 Kül 0.454 Çözüm 2 a) Birim kg kömür için hacimsel olarak CO2 ve SO2 miktarlarını: Web sayfasında yayınlanan Tablo* doldurularak zaman kaybetmeksizin sonuca varılabilir: Kömür elemental analizi Baca (duman) gazı Oksijen ihtiyacı Karbondioksit Kükürtdioksit Analizde Miktarı Miktarı Miktarı miktarı Oranı için için Oranı için için Oranı için için kg/kg m³/kg m³/kg m³/kg m³/kg m³/kg m³/kg a b c = a b d e= a d F g= a f Karbon C 0.465 1.8667 0.8680 1.8667 0.8680 Kükürt S 0.005 0.7000 0.0035 0.7000 0.0035 Hidrojen H 0.027 5.6000 0.1512 Azot N 0.006 Oksijen O 0.043-0.7000-0.0301 Su Buharı W 0.000 Kül A 0.454 1.000 O min = 0.9926 0.8680 0.0035 Minimum hava miktarı L min = O min /0.21 = 0.9926 / 0.21 = 4.7267 m³/kg b) 5000 ton/gün kömür tüketimine karşılık CO2 ve SO2 salınımı: 1 kg kömür yanması durumunda 0.868 m 3 CO 2 salınıyorsa, 5000 10 3 kg kömür için 0.868 5 000 000 = 4 340 000 m 3 CO 2 salınıyor. 1 kmol CO 2 22.4 m 3 12+32=44 kg CO 2 22.4 m 3 22.4 m 3 CO 2 44 kg ise 1 m 3 CO 2 = 1.9643 kg CO 2 = 1.9643 kg/m 3 4 340 000 m 3 CO 2 = 8 525 000 kg CO 2 olur. ÇATES için: 8 525 000 kg CO 2 /gün = 8525 ton CO 2 /gün

SO 2 (64 kg/kmol) için de aynı yoldan giderek hesap yapılabilir: 1 kg kömür yanması durumunda 0.0035 m 3 SO 2 salınıyorsa, 5000 10 3 kg kömür için 0.0035 5 000 000 = 17500 m 3 SO 2 salınıyor. 1 kmol SO 2 (=64 kg) 22.4 m 3 ise 1 m 3 SO 2 = 2.8571 kg/m 3 17500 m 3 SO 2, 17500 kg/gün 2.8571 kg/m 3 = 49999.25 =50000 kg SO 2 eder. ÇATES için: 50000 kg SO 2 /gün = 50 ton SO 2 /gün *:http://makina.karaelmas.edu.tr/akademik_kadro/meyriboyun/mak411/elementalanalizde nbacagazihesabi.pdf