Termodinamik #23 | Tersinir Sürekli Akış İşi: Kompresörün İşini Nasıl Azaltırız?

Eğitmen: Dr. Süleyman Burak ÇELİK

İdeal gazlarda entropi değişimini gördük. Bugün enerjiye para ödeyen tarafa geçiyoruz: tersinir sürekli akış işi. Sınavda soru şöyle gelir: hava 100 kPa ve 300 K'den 900 kPa'ya sıkıştırılıyor; izantropik, izotermal ve ara soğutmalı iki kademe için kilogram başına işi bulun, en iyi ara basınç ne? Hepsini adım adım, her işlemi tek tek göstererek hesaplıyoruz. Bu derste: - Tek fikir: w = ∫ v dP. Özgül hacim büyüdükçe iş büyür; gazı sıkıştırırken soğutmak hacmi, dolayısıyla işi küçültür. - Üç klasik yanlış: sürekli akışta kapalı sistem işini (∫ P dv) kullanmak; sıkıştırırken soğutmayı israf sanmak; ara basıncı aritmetik ortalama (500 kPa) almak — en iyisi geometrik ortalama √(100 · 900) = 300 kPa. - Soru 1 (sınav tipi, tam çözüm): 9^0.2857 = 1.8734 → izantropik iş ≈ 263.3 kJ/kg; izotermal 0.287 · 300 · ln 9 ≈ 189.2 kJ/kg; ara basınç √(100 · 900) = 300 kPa, iki kademe 2 · 111.2 ≈ 222.3 kJ/kg (yaklaşık %16 tasarruf). - Soru 2 (kısa varyant): aynı 800 kPa artış su için pompayla 0.001 · 800 = 0.8 kJ/kg — kompresörün yaklaşık 330'da biri. - Soru 3: siz deneyin, sonra çözüm (300 K'de izotermal 100 → 400 kPa: 86.1 · ln 4 ≈ 119.4 kJ/kg). Bölümler: 0:00 Sınav sorusu: havayı üç yolla sıkıştırmak 0:44 Tek fikir: w = ∫ v dP 1:42 Üç klasik yanlış 2:11 Soru 1: 100 → 900 kPa 2:47 Adım 1: izantropik sıkıştırma 3:26 Adım 2: izotermal sıkıştırma 3:53 Adım 3: ara soğutmalı iki kademe 4:36 Soru 2: aynı basınç farkında pompa 5:09 Soru 3: sıra sizde 5:20 Soru 3: çözüm 5:47 Ne yaptık? Yöntem geri sayımı 6:10 Akılda kalacak kural Gelecek derste: izantropik verim — gerçek türbin idealden ne kadar uzakta? Kaynak kitap: Y. A. Çengel, M. A. Boles, M. Kanoğlu, Thermodynamics: An Engineering Approach, 10. baskı — §8-1…8-2 tersinir sürekli akış işi, kompresör işini azaltmak, ara soğutmalı çok kademeli sıkıştırma (konu sırası ve kavramlar). Örnekler özgündür. Makine mühendisliği öğrencileri için Termodinamik serisinin yirmi üçüncü dersi.

Bu videoyu izlemek için Premium üyelik gerekir.