S-1) Şekilde gösterilen bir hava kompresörünün tank hacmi 500 litredir. Tank tam dolu iken tank üzerindeki manometre 7 bar’ı göstermektedir. Tank içindeki hava sıcaklığı 20 oC’dir. Buna göre aTank içindeki havanın kütlesini hesaplayınız. bBasınçlı hava kullanılıp manometre 4 bar basınca düştüğünde kullanılan hava miktarını hesaplayınız. Not: Hava için R=0.287 kJ/kgK, Atmosfer basıncı 100 kPa (20 puan). C-1) 𝑃𝑔 𝑠 𝑉 a) b) 𝑏𝑎𝑟 𝑙𝑡 𝑘𝑃𝑎 𝑚 S-2) (20 puan) Hava politropik bir işlemle (PVn=Sabit) 100 kPa, 10 m3 ve 17 oC başlangıç şartlarından 700 kPa ve 37 oC şartlarına sıkıştırılmaktadır. Buna göre, a- Politropik üssü, n, hesaplayınız. bSıkıştırma işini hesaplayınız. C-2) ( ) ( b) ( ) ) S-3) (20 puan) Rijit bir hacim içerisinde başlangıçta 0.2 m3 hacminde ve 2 MPa basıncında doymuş su buharı bulunmaktadır. Buhara 800 kJ ısı verildiğinde buharın son sıcaklığını ve basıncını hesaplayınız C-3) 𝑉 𝑚 𝑃 𝑀𝑃𝑎 Q = 800 kJ Doymuş su buharı I.Durum Doymuş buhar II.Durum ( ) T v u 400 0.09936 0.09963 0.10787 2932.8 3000.3 3020.4 450 S-4) (10 puan) Bir 50 MW gücündeki termik santralinin ısıl verimi %25’tir. Santrale verilen ısı gücünü ve santralin çevre havasına verdiği ısı gücünü hesaplayınız. C-4) 𝑇𝐻 𝑄𝐻 ? IM 𝑊 𝑄𝐿 𝑀𝑊 𝜂 ? 𝑇𝐿 ( ) ( ) S-5) (10 puan) 12000 BTU/h ( 3.5 kW) soğutma gücündeki bir A sınıfı duvar tipi split klimanın COPsoğutma= 2.5’tir. Bu klima günde ortalama 10 saat çalışırsa elektrik faturası ayda ne kadar gelir. Not: 1 kWh=0.35 TL’dir. C-5) S-6) (10 puan) Hava sürekli akışlı bir kompresöre 100 kPa ve 23 oC’de girmekte ve 1 MPa basınca sıkıştırılmaktadır. Bu arada kompresör gövdesinden 15 kJ/kg’lık ısı çekilmektedir.. Havanın kompresöre girişteki hacimsel debisi 150 m3/dakika ve kompresör gücü 450 kW’tır. Bu duruma göre, a- Kompresörden geçen havanın kütlesel debisini, b- Havanın kompresör çıkışındaki sıcaklığını hesaplayınız. C-6) 𝑃 𝑀𝑃𝑎 q = -15 kj/kg 𝑃 𝑇 00 kPa 𝐶 𝑚 𝑑𝑘 𝑉̇ ̇ a) ̇ 𝐾 𝑑𝑘 𝑠 𝑚 𝑠 ̇ ̇ ̇ b) ̇ ̇ ̇ ( ̇ ̇ ) ( ( ( ) ) ) ( ) S-7) (10 puan) Hava bir kompresöre 2 m/s, 20 oC ve 100 kPa şartlarında girmekte ve 50 m/s, 900 kPa ve 200 oC şartlarında terk etmektedir. Kompresörün harcadığı güç 500 kW ise çevreye verdiği ısı miktarını hesaplayınız. Kompresörün çıkış kesit çapı 10 cm’dir. Potansiyel enerjideki değişimi ihmal ediniz. 𝑑 𝑐𝑚 𝑚 C-7) 𝑚 𝑠 𝐶 𝑘𝑃𝑎 𝑉 𝑇 𝑃 𝑊𝑘 𝑉 𝑇 𝑃 ̇ ̇ 𝑘𝑊 𝑚 𝑠 𝐶 𝑘𝑃𝑎 ̇ ( ̇ ) T.D.I. Kanunu Açık Sistem ̇ ̇ ̇ ( ̇ ) [( ) ( ( [ ( )] ) ] ) ( ) S-8) (10 puan) 0.125 m3 sabit hacimli kapalı kapta başlangıçta -12 oC sıcaklık ve 0.84 kuruluk derecesinde R-134a soğutucu akışkanı bulunmaktadır. Bu kapa 40 oC’teki bir kaynaktan ısı verilmekte ve basınç 240 kPa olmaktadır. Buna göre; a) R-134a’nın entropisindeki değişimi, b) Kaynağın entropisindeki değişimi, c) Toplam entropideki değişimi, d) Bu işleminin entropinin artma prensibine uyup uymadığını belirleyiniz. C-8) 𝑉 𝑚 𝑇 𝑉 𝐶 R-134a 𝑥 I. durum ( ) ( ) II. durum Kızgın Buhar a) b) c) ( ) ( ) ( ) ( )