Termodinamik #30 | Rankine Çevrimi: Buharlı Santral Neden Pompayla Kazanır?

Eğitmen: Dr. Süleyman Burak ÇELİK

Gaz türbininde işin neredeyse yarısı kompresöre gidiyordu. Bugün dünyadaki elektriğin büyük kısmını üreten makineye geçiyoruz: buharlı santral ve Rankine çevrimi. Sınavda soru şöyle gelir: ideal bir Rankine çevriminde buhar türbine 4 MPa ve 400 °C'de giriyor, kondenser 10 kPa. Pompa işini, türbin işini, net işi, ısıl verimi ve türbin çıkışındaki kuruluğu bulun. Hepsini adım adım, her işlemi tek tek göstererek hesaplıyoruz. Bu derste: - Tek fikir: çalışan madde faz değiştirir; su sıvıyken basıldığı için pompa işi çok küçük, net işin neredeyse tamamı türbinden gelir. İşler ve ısılar entalpi farkı, türbin çıkışı s4 = s3 ile bulunur. - Üç klasik yanlış: pompa işini unutmak; türbin çıkışını doymuş buhar (x = 1) sanmak; verimi Carnot formülüyle bulmak. - Soru 1 (sınav tipi, tam çözüm, özellikler IAPWS-97): pompa 0.00101 · 3990 ≈ 4.03 kJ/kg, h2 = 195.84; x4 = (6.7712 − 0.6492) / 7.4997 ≈ 0.816, h4 ≈ 2144.5; türbin ≈ 1069.9, q giriş ≈ 3018.6, net iş ≈ 1065.9 kJ/kg; η ≈ 0.353; geri iş oranı ≈ 0.004 (Brayton'da 0.446). - Soru 2 (kısa varyant): türbin girişi 500 °C → x4 ≈ 0.859, net iş ≈ 1195.1 kJ/kg, η ≈ 0.368: verim de kuruluk da artar. - Soru 3: siz deneyin, sonra çözüm (kazan 8 MPa: pompa işi 0.00101 · 7990 ≈ 8.07 kJ/kg). Bölümler: 0:00 Sınav sorusu: buharlı santral 0:57 Tek fikir: pompa, kazan, türbin, kondenser 1:50 Üç klasik yanlış 2:16 Soru 1: ideal Rankine çevrimi 3:06 Adım 1: pompa işi 3:39 Adım 2: türbin çıkışı ve kuruluk 4:22 Adım 3–4: işler, ısı ve verim 5:24 Soru 2: 500 °C'ye kızdırma 6:06 Soru 3: sıra sizde 6:17 Soru 3: çözüm 6:44 Ne yaptık? Yöntem geri sayımı 7:04 Akılda kalacak kural Sonraki blokta: ara ısıtma, rejenerasyon ve gerçek buhar çevrimleri (sonraki blok). Kaynak kitap: Y. A. Çengel, M. A. Boles, M. Kanoğlu, Thermodynamics: An Engineering Approach, 10. baskı — §11-1…11-3 Carnot buhar çevrimi, ideal Rankine çevrimi, gerçek çevrimden sapmalar (konu sırası ve kavramlar). Örnekler özgündür. Makine mühendisliği öğrencileri için Termodinamik serisinin otuzuncu dersi.

Bu videoyu izlemek için Premium üyelik gerekir.