Sunum yükleniyor. Lütfen bekleyiniz

Sunum yükleniyor. Lütfen bekleyiniz

Arş. Gör. Mehmet Akif EZAN Dokuz Eylül Üniversitesi – Makina Mühendisliği Bölümü 30/05/08 Mehmet Akif EZAN – DEÜ Makina Müh. BölümüTermodinamiğe Giriş.

Benzer bir sunumlar


... konulu sunumlar: "Arş. Gör. Mehmet Akif EZAN Dokuz Eylül Üniversitesi – Makina Mühendisliği Bölümü 30/05/08 Mehmet Akif EZAN – DEÜ Makina Müh. BölümüTermodinamiğe Giriş."— Sunum transkripti:

1 Arş. Gör. Mehmet Akif EZAN Dokuz Eylül Üniversitesi – Makina Mühendisliği Bölümü 30/05/08 Mehmet Akif EZAN – DEÜ Makina Müh. BölümüTermodinamiğe Giriş 2007 – – 2008 BAHAR DÖNEMİBAHAR DÖNEMİ 2007 – – 2008 BAHAR DÖNEMİBAHAR DÖNEMİ

2 Problem 3.18 Mehmet Akif EZAN – DEÜ Makina Müh. Bölümü Problem /39 Problem 3.27 Problem 3.42 Termodinamiğe Giriş Bir kış gününde, 2 m x 2 m boyutlarında bir pencere camının iç ve dış yüzey sıcaklıkları sırasıyla, 10°C ve 3°C’dir. Camın kalınlığı 0.5cm, ve ısı iletim katsayısı da 0.78 W/m.°C olduğuna göre, 5 saat süresince camdan olan ısı kaybını hesaplayın. Cam 1 cm kalınlığında olsaydı, sonuç ne olurdu? 2 m 0.5 cm T iç = 10°C T dış = 3°C

3 Problem 3.18 Mehmet Akif EZAN – DEÜ Makina Müh. Bölümü Problem /39 Problem 3.27 Problem 3.42 Termodinamiğe Giriş 5 saat sonunda geçen ısı: 2 m 0.5 cm T iç = 10°C T dış = 3°C Boyutlar: Cam kalınlığının etkisi:

4 Mehmet Akif EZAN – DEÜ Makina Müh. Bölümü 3/39 Termodinamiğe Giriş FOURIER ısı iletim yasası: Problem 3.18 Problem 3.27 Problem m 0.5 cm T iç = 10°C T dış = 3°C yüzey alanı sıcaklık gradyanı ısı iletim katsayısı (W)

5 Mehmet Akif EZAN – DEÜ Makina Müh. Bölümü 4/39 Termodinamiğe Giriş Cam üzerinden geçen “anlık” ısı: Problem 3.18 Problem 3.27 Problem m T iç = 10°C T dış = 3°C (J/s) Cam üzerinden 5 sonunda geçen toplam ısı: (J) 0.5 cm

6 Mehmet Akif EZAN – DEÜ Makina Müh. Bölümü 5/39 Termodinamiğe Giriş Problem 3.18 Problem 3.27 Problem m T iç = 10°C T dış = 3°C Cam üzerinden 5 sonunda geçen toplam ısı: 0.5 cm Eğer cam kalınlığı 2 katına çıkarılırsa…

7 Problem 3.27 Mehmet Akif EZAN – DEÜ Makina Müh. Bölümü Problem /39 Problem 3.42 Problem 3.46 Termodinamiğe Giriş 20 cm dış çapında ve 0.4 cm et kalınlığında küresel bir demir kabın içinde 0°C sıcaklığında buzlu su bulunmaktadır. Kabın dış yüzey sıcaklığı olduğuna göre, kaptan olan ısı geçişini ve kap içindeki buzun erime hızını yaklaşık olarak hesaplayın. Buzlu Su 0.4 cm 5°C

8 Problem 3.27 Mehmet Akif EZAN – DEÜ Makina Müh. Bölümü Problem /39 Problem 3.42 Problem 3.46 Termodinamiğe Giriş Buzlu Su 0.4 cm Buzun erime hızı 5°C

9 Problem 3.27 Mehmet Akif EZAN – DEÜ Makina Müh. Bölümü Problem /39 Problem 3.42 Problem 3.46 Termodinamiğe Giriş 5°C Buzlu Su 0.4 cm Q Buzun erimesiyle açığa çıkan enerji Erime hızı (kg/s) Erime gizli ısısı (J/kg) (J/s) Enerjinin korunumu; Küreden ısı kaybı (J/s)

10 Problem 3.27 Mehmet Akif EZAN – DEÜ Makina Müh. Bölümü Problem /39 Problem 3.42 Problem 3.46 Termodinamiğe Giriş 5°C Buzlu Su 0.4 cm Q Küreden gerçekleşen ısı kaybı; Burada ortalama çap için ısı transferi yüzey alanı hesaplanmalı,

11 Problem 3.27 Mehmet Akif EZAN – DEÜ Makina Müh. Bölümü Problem /39 Problem 3.42 Problem 3.46 Termodinamiğe Giriş 5°C Buzlu Su 0.4 cm Q Enerjinin korunumdan;

12 Problem 3.42 Mehmet Akif EZAN – DEÜ Makina Müh. Bölümü Problem /39 Problem 3.46 Termodinamiğe Giriş Piston-silindir düzeneğinde gerçekleşen sıkış- tırma ve genleşme işlemlerinde, gerçek gazların PV n = C bağıntısını sağladıkları gözlen- miştir. Burada n ve C birer sabittir. Başlangıçta basıncı 150 kPa ve hacmi 0.03 m 3 olan bir gazın, hacmi 0.2 m 3 olana kadar genişlemesi sırasında yapılan işi hesaplayın. n değerini 1.3 alın. PV 1.3 =C Problem 3.85

13 Problem 3.42 Mehmet Akif EZAN – DEÜ Makina Müh. Bölümü Problem /39 Problem 3.46 Termodinamiğe Giriş PV 1.3 =C V 1 = 0.03 m 3 V 2 = 0.2 m 3 Buzun erime hızı Problem 3.85

14 Problem 3.42 Mehmet Akif EZAN – DEÜ Makina Müh. Bölümü Problem /39 Problem 3.46 Termodinamiğe Giriş PV 1.3 =C V 1 = 0.03 m 3 V 2 = 0.2 m 3 Pistonun hareketiyle yapılan sınır işi, P (kPa) V (m 3 ) P2P2 W piston Problem 3.85

15 Problem 3.42 Mehmet Akif EZAN – DEÜ Makina Müh. Bölümü Problem /39 Problem 3.46 Termodinamiğe Giriş PV 1.3 =C V 1 = 0.03 m 3 V 2 = 0.2 m 3 Basınç – hacim ilişkisi, Burada “C” sabiti, olarak hesaplanır… Problem 3.85

16 Problem 3.42 Mehmet Akif EZAN – DEÜ Makina Müh. Bölümü Problem /39 Problem 3.46 Termodinamiğe Giriş PV 1.3 =C V 1 = 0.03 m 3 V 2 = 0.2 m 3 İntegralden, elde edilir. Sonuç olarak, Problem 3.85

17 Problem 3.46 Mehmet Akif EZAN – DEÜ Makina Müh. Bölümü Problem /39 Termodinamiğe Giriş Bir piston-silindir düzeneğinde 100 kPa basınçta 1 m 3 hidrojen bulunmaktadır. Bu konumdayken, yay sabiti 200 kN/m olan bir doğrusal yay pistona dokunmakta, fakat herhangi bir kuvvet uygulamamaktadır. Pistonun kesit alanı 0.8m 2 ’dir. Daha sonra hidrojene ısı geçişi olmakta ve hidrojen genişleyerek hacmi iki katına çıkmaktadır. (a) Son haldeki basıncı, (b) Hidrojen tarafından yapılan işi, (c) Toplam işin yaya karşı yapılan bölümü- nü hesaplayın. k = 200 kN/m A = 0.8 m 2 H2H2 Problem 3.85 Problem 3.101

18 Mehmet Akif EZAN – DEÜ Makina Müh. Bölümü 17/39 Termodinamiğe Giriş Son durumda basınç Problem durumu 2 durumu Toplam iş Yay işi Problem 3.85 Problem 3.101

19 Mehmet Akif EZAN – DEÜ Makina Müh. Bölümü 18/39 Termodinamiğe Giriş Problem durumu 2 durumu Pistonun hareketiyle yapılan toplam iş, P (kPa) V (m 3 ) P2P W yay Sınır İşiYay İşi W sınır Problem 3.85 Problem 3.101

20 Problem 3.46 Mehmet Akif EZAN – DEÜ Makina Müh. Bölümü 19/39 Termodinamiğe Giriş piston F yay Piston üzerine y-yönünde etkiyen net kuvvet “0” olmalı; P gaz = kPa Problem 3.46 Problem 3.85 Problem 3.101

21 Mehmet Akif EZAN – DEÜ Makina Müh. Bölümü 20/39 Termodinamiğe Giriş Problem durumu 2 durumu Pistonun hareketiyle yapılan toplam iş, P (kPa) V (m 3 ) W yay Sınır İşiYay İşi W sınır Problem 3.85 Problem 3.101

22 Problem 3.85 Mehmet Akif EZAN – DEÜ Makina Müh. Bölümü Problem /39 Termodinamiğe Giriş Sabit hacimli iki kapalı kap bir vanayla birleştirilmiştir. A Kabında 400 kPa basınçta ve %80 kuruluk derecesinde 0.2 m 3 su bulunmaktadır. B kabında ise 200 kPa basınç ve 250 C sıcaklıkta 0.5 m 3 su bulunmaktadır. Vana açılmakta ve iki kap içindeki su bir süre sonra aynı hale gelmektedir. Sistemin son halde 25 °C sıcaklıktaki çevreyle ısıl dengeye ulaştığını kabul ederek. (a) Son haldeki basıncı, (b)Hal değişimi sırasındaki ısı geçişini hesaplayın. H2OH2O H2OH2O 400kPa H2OH2O AB 200kPa Problem Problem 3.105

23 A Kabı Mehmet Akif EZAN – DEÜ Makina Müh. Bölümü 22/39 Termodinamiğe Giriş Son durumda basınç Problem 3.85 Isı Geçişi H2OH2O A 400kPa B H2OH2O B Kabı Problem kPa H2OH2O Problem Problem 3.105

24 Mehmet Akif EZAN – DEÜ Makina Müh. Bölümü 23/39 Termodinamiğe Giriş Problem 3.85 Enerjinin korunumundan, Son durumdaki iç enerji H2OH2O A 400kPa B H2OH2O 200kPa W=0 A kabının iç enerjisi B kabının iç enerjisi Problem 3.85 H2OH2O Problem Problem 3.105

25 Mehmet Akif EZAN – DEÜ Makina Müh. Bölümü 24/39 Termodinamiğe Giriş Problem 3.85 A Kabının başlangıç koşulları: 200kPa Problem 3.85 Problem Problem 3.105

26 Mehmet Akif EZAN – DEÜ Makina Müh. Bölümü 25/39 Termodinamiğe Giriş Problem 3.85 B Kabının başlangıç koşulları: 200kPa (Kızgın Buhar) Problem 3.85 Problem Problem 3.105

27 Mehmet Akif EZAN – DEÜ Makina Müh. Bölümü 26/39 Termodinamiğe Giriş Problem 3.85 Karışım sonrası koşullar 200kPa Doymuş su tablosundan Problem 3.85 Problem Problem 3.105

28 Mehmet Akif EZAN – DEÜ Makina Müh. Bölümü 27/39 Termodinamiğe Giriş Problem 3.85 Enerji dengesi Problem 3.85 Problem Problem 3.105

29 Mehmet Akif EZAN – DEÜ Makina Müh. Bölümü Problem /39 Termodinamiğe Giriş 4m x 5m x 7m boyutlarında bir oda buharlı ısıtma sisteminin radyatörüyle ısıtılmaktadır. Radyatörün verdiği ısı kJ/h olup, 100 W gücünde bir fan da odada hava dolaşımını sağlamaktadır. Odadan ısı kaybı 5000 kJ/h olarak tahmin edilmektedir. Odanın 10°C sıcaklıktan 20°C sıcaklığa gelmesi için geçecek zamanı hesaplayın. Oda sıcaklığında sabit özgül ısı değerleri alın. Problem kJ/h kJ/h V= 4m x 5m x 7m Problem Problem 4.41

30 Mehmet Akif EZAN – DEÜ Makina Müh. Bölümü Problem /39 Termodinamiğe Giriş Problem kJ/h kJ/h V= 4m x 5m x 7m 10°C ısınma için geçecek zaman Problem Problem 4.41

31 Mehmet Akif EZAN – DEÜ Makina Müh. Bölümü Problem /39 Termodinamiğe Giriş Problem Enerji dengesinden, Havanın mükemmel gaz kabulüyle, 10°C Burada, C v = kJ/kgK Problem Problem 4.41

32 Mehmet Akif EZAN – DEÜ Makina Müh. Bölümü Problem /39 Termodinamiğe Giriş Problem Havanın kütlesi mükemmel gaz denkleminden elde edilir, 10°C Odanın atmosfer basıncı altında olduğu kabulüyle… Problem Problem 4.41

33 Mehmet Akif EZAN – DEÜ Makina Müh. Bölümü Problem /39 Termodinamiğe Giriş Problem °C Problem Problem 4.41

34 He Mehmet Akif EZAN – DEÜ Makina Müh. Bölümü Problem /39 Termodinamiğe Giriş Bir piston silindir düzeneğinde başlangıçta 100 kPa basınç ve 25°C sıcaklıkta 0.5 kg helyum gazı bulunmaktadır. Bu durumda piston durdurucular üzerindedir. Pistonun hareket edebilmesi için basıncın 500 kPa olması gerekmektedir. Piston hareket edebilmesi için ne kadar ısı geçişi olmalıdır? Problem Problem 4.41

35 Mehmet Akif EZAN – DEÜ Makina Müh. Bölümü Problem /39 Termodinamiğe Giriş Isı geçişi He Problem Problem 4.41

36 Mehmet Akif EZAN – DEÜ Makina Müh. Bölümü Problem /39 Termodinamiğe Giriş He Problem Mükemmel gaz denklemi, Sabit hacim durumu için, Problem 4.41

37 Mehmet Akif EZAN – DEÜ Makina Müh. Bölümü Problem /39 Termodinamiğe Giriş He Problem Enerji korunumu, 500 V 100 P (kPa) V (m 3 ) W=0 Mükemmel gaz için sabit hacimde iç enerji değişimi, Problem 4.41

38 Mehmet Akif EZAN – DEÜ Makina Müh. Bölümü Problem /39 Termodinamiğe Giriş Helyum sürekli akışlı bir kompresöre 120 kPa basınç ve 310 K sıcaklıktan 700 kPa basınç ve 430 K sıcaklığa sıkıştırılmaktadır. Sıkışma işlemi sırasında çevreye 20 kJ/kg ısı geçişi olmaktadır. Kinetik enerji değişimlerini ihmal edin. He debisinin 90 kg/dak olması durumunda gerekli gücü bulun. Problem 4.41 Helyum q = 20 kJ/kg

39 Mehmet Akif EZAN – DEÜ Makina Müh. Bölümü Problem /39 Termodinamiğe Giriş Problem 4.41 Gerekli güç Helyum q = 20 kJ/kg

40 Mehmet Akif EZAN – DEÜ Makina Müh. Bölümü 39/39 Termodinamiğe Giriş Enerji korunumdan, Helyum q = 20 kJ/kg Problem 4.41 Mükemmel gaz için : mC p (T 2 -T 1 )

41 Mehmet Akif EZAN – DEÜ Makina Müh. BölümüTermodinamiğe Giriş Arş. Gör. Mehmet Akif EZAN


"Arş. Gör. Mehmet Akif EZAN Dokuz Eylül Üniversitesi – Makina Mühendisliği Bölümü 30/05/08 Mehmet Akif EZAN – DEÜ Makina Müh. BölümüTermodinamiğe Giriş." indir ppt

Benzer bir sunumlar


Google Reklamları