Termik Turbo Makineler Uygulama Soruları

Termik Turbo Makinalar
Uygulama Dersi 1
02.12.2016
Soru 1
(Ünite17- Soru6) :
300 K deki hava bir boruda;
(a)1
(b)10
(c)100
(d) 1000 m/s hızla akıyor.
Boru içine yerleştirilen sabit bir almacın her bir durumda
okuyacağı sıcaklıkları bulunuz.
Soru 2
(Ünite17- Soru10) :
Yanma ürünleri durma basıncı 1 MPa ve durma sıcaklığı 750oC
olan bir gaz türbinine girmekte ve durma basıncı 100 kPa’a
genişlemektedir. Yanma ürünleri için, k=1,33 ve R=0,287 kj/kg.K
alarak ve genleşme işleminin izantropik olduğunu varsayarak,
birim kütle başına türbinin çıkış gücünü bulun.
Soru 3
(Ünite17- Soru19) :
Havanın;
(a) 300 K
(b) 1000 K’deki
Ses hızını belirleyin. Her iki halde 240 m/s hızla giden bir uçağın
Mach sayısını da belirleyin.
Soru 4
(Ünite17- Soru23) :
Airbus A-340 yolcu uçağının kalkış ağırlığı 260000 kg, uzunluğu
64m, kanatların uzunluğu 60 m, maksimum uçuş hızı 945 km/h,
koltuk kapasitesi 271 yolcu, maksimum uçuş yüksekliği 14000 m
ve maksimum uçuş mesafesi 12000 km’dir. Uçuş yüksekliğindeki
hava sıcaklığı yaklaşık 60oC olduğuna göre bu uçağın sınır
koşullarındaki Mach sayısını bulun.
Soru 5
(Ünite17- Soru27) :
Hava 1,5 MPa ve 60oC’den 0,4 MPa’a izantropik olarak
genleşmektedir. Başlangıç ses hızının son ses hızına oranını
hesaplayın.
Soru 6
(Ünite17- Soru56) :
Hava 0,2 MPa ve 350 K’de bir lüleye 150 m/s hızla girmektedir.
Akış izantropik olduğuna göre, havanın hızı ses hızına eşit olduğu
bir yerde havanın basıncını ve sıcaklığını belirleyin. Bu yerdeki
alanın girişteki alana oranı nedir?
Soru 7
(Ünite17- Soru110) :
Buhar 1 MPa ve 500 oC’deki yakınsak-ıraksak bir lüleye 2,5 kg/s
kütlesel akış hızında ihmal edilebilir bir hızda girmekte ve 200
kPa basınçta çıkmaktadır. Lüle içindeki akışın izantropik
olduğunu varsayarak, çıkış alanını ve çıkış Mach sayısını
belirleyin.
Soru 8
(Ünite6- Soru73) :
Tropikal bölgelerde okyanus yüzeyine yakın tabakalardaki su,
güneşten aldığı enerjiyle yıl boyu ılık kalır. Güneş ışınları üst
tabakalarda yutulduğu için okyanusun daha derin tabakalarında su
sıcaklığı göreceli olarak düşüktür. Bu sıcaklık farkından
yararlanarak güç üretmek için bir santral yapımı tasarlanmaktdır.
Santral yukarıdaki ılık sudan ısı alacak ve
birkaç yüz metre aşağıdaki soğuk suya ısı
verecektir. Su sıcaklıkları üst ve alt tabalarda sırasıyla 24oC ve 3oC olduğuna göre
böyle bir santralin sahip olabileceği en
yüksek ısıl verimi belirleyin.
Soru 9
(Ünite6- Soru75) :
Bir mucit, 500 K sıcaklıktaki bir kaynaktan 700 kJ ısı alan, 300 kJ
net iş üreten ve 290 K sıcaklıktaki bir kuyuya ısı veren bir ısı
makinası tasarladığını savunmaktadır. Bu savı gerçek midir?
Neden?
Soru 10
(Ünite6- Soru110) :
Eski bir gaz türbininin ısıl verimi %21 olup, 6000 kW güç
üretmektedir. Gaz türbininin L/dk olarak yakıt tüketimini
hesaplayın. Kullanılan yakıtın ısıl değerini 42000 kJ/kg ve
yoğunluğunu 0,98 g/ cm3 alın.
Soru 11
(Ünite7- Soru26) :
Bir CARNOT çevriminin aracı akışkanına 400oC sıcaklıktaki bir
kaynaktan sabit sıcaklıkta 900 kJ ısı geçişi olmaktadır. Bu hal
değişimi sırasında,
(a) Aracı akışkanın entropi değişimini,
(b) Kaynağın entropi değişimini ve
(c) Toplam entropi değişimini hesaplayınız.
Soru 12
(Ünite7- Soru28) :
Soğutucu akışkan R-134a, bir soğutma makinasının
buharlaştırıcısına 160 kPa basınçta doymuş sıvı-buhar karışımı
olarak girmekte, -5 oC sıcaklıkta tutulan ortamda 180 kJ ısı
aldıktan sonra aynı basınçta doymuş buhar olarak çıkmaktadır.
(a) Soğutucu akışkanın entropi değişimini,
(b) Soğutulan ortamın entropi değişimini ve
(c) Bu hal değişimi için toplam entropi değişimini hesaplayınız.
Soru 13
(Ünite7- Soru71) :
Hava 5 kW gücü olan sürekli akışlı bir kompresörde 100 kPa
basınç ve 17 oC sıcaklıktan, 600 kPa basınç ve 167 oC sıcaklığa
sıkıştırılmaktadır. Havanın kütlesel debisi 1,6 kg/dk ‘dır.
Sıkıştırma işlemi sırasında kompresörde 17 oC sıcaklıktaki çevre
ve hava arasında bir miktar ısı geçişi olmaktadır. Bu hal değişimi
sırasında havanın birim zamanda olan entropi değişimini
hesaplayınız.