BÖLÜM 9

TERMODİNAMİK II
BÖLÜM 10 ÖDEV SORULARI
TESLİM TARİHİ: 8 Mayıs 2007
10-17 Soğutucu akışkan-12, bir soğutma makinesinin kompresörüne 0.14 MPa basınç ve -20
°C sıcaklıkta kızgın buhar olarak girmekte, 0.7 Mpa basınç ve 50 °C sıcaklıkta çıkmaktadır.
Soğutucu akışkan yoğuşturucudan 24 °C sıcaklık ve 0.65 MPa basınçta çıkmakta ve daha
sonra 0.15 MPa basınca kısılmaktadır. Soğutucu akışkan-12'nin debisi 0.04 kg/s'dir. Bağlantı
borularında olan basınç düşmelerini ve ısı geçişlerini ihmal ederek, (a) soğutulan ortamdan
birim zamanda çekilen ısıyı ve kompresörü çalıştırmak için gerekli gücü, (6) soğutma
makinesinin etkinlik katsayısını hesaplayın. Çözüm: (o) 4.81 kW, 1.44 kW; (b) yüzde 79.4;
(c) 3.34
10-18 Bir buz yapma makinesi, soğutucu akışkan-12 kullanan, ideal buhar sıkıştırmak
çevrime göre çalışmaktadır. Soğutucu akışkan kompresöre 160 kPa basınçta doymuş buhar
olarak girmekte ve yoğuşturucudan 700 kPa basınçta doymuş sıvı olarak çıkmaktadır. Su, buz
makinesine 15 °C sıcaklıkta girmekte ve -5 °C sıcaklıkta buz olarak çıkmaktadır. Saatte 12 kg
buz üretildiğine göre, kompresör için gerekli gücü hesaplayın. Not: 15 °C sıcaklıktaki suyu, 5 °C sıcaklıkta buza dönüştürmek için sudan 384 kJ/kg ısı çekilmesi gerekmektedir. Çözüm:
0.284 kW
10-19 Soğutucu akışkan-12, bir soğutma makinesinin kompresörüne 140 kPa basınç ve -10
°C sıcaklıkta girmekte, 1 MPa basınçta çıkmaktadır. Kompresöre giren soğutucu akışkanın
hacimsel debisi 0.2 m3/dakika'dır. Soğutucu akışkan kısılma vanasına 0.95 MPa basınç ve 30
°C sıcaklıkta girmekte, buharlaştırıcıdan -18.5 °C sıcaklıkta doymuş buhar olarak
çıkmaktadır. Kompresörün adyabatik verimi yüzde 78'dir. Çevrimi, doymuş sıvı ve doymuş
buhar eğrilerinin de yer aldığı bir T-s diyagramında gösterin. Ayrıca, (a) kompresörü
çalıştırmak için gerekli gücü, (b) soğutulan ortamdan birim zamanda çekilen ısıyı, (c)
buharlaş-tırıcıyla kompresör arasında, soğutucu akışkanın basıncının ne kadar düştüğünü ve
ısı kazancının ne kadar olduğunu hesaplayın. Çözüm: (a) 1.28 kW, (6) 3.10 kW, (c) 20 kPa,
0.15 kW
10-28 İdeal buhar sıkıştırmak soğutma çevrimine göre çalışan bir ısı pompasında soğutucu
akışkan-12 kullanılmaktadır. Isıtılan evin iç sıcaklığı 20 CC , ısı kaynağı olarak kullanılan
yeraltı suyunun sıcaklığı ise 10 °C'dur. Evin ısı kaybı 75000 kJ/h, yoğuşturucu ve
buharlaştırıcı basınçları sırasıyla 800 kPa ve 320 kPa'dir. Isı pompasını çalıştırmak için
gerekli gücü ve elektrikli ısıtıcı yerine ısı pompası kullanılmasıyla tasarruf edilen elektrik
gücünü hesaplayın. Çözüm: 2.46 kW, 18.4 kW
10-38 İkili bir soğutma sistemi 0.8 MPa ve 0.14 MPa basınçları arasında çalışmaktadır.
Sistem, soğutucu akışkan-12 ile çalışan iki basit ideal buhar sıkıştırmak çevrimden
oluşmaktadır. Alt çevrimden üst çevrime ısı geçişi, yaklaşık 0.4 MPa basınçta çalışan
adyabatik, ters akışlı bir ısı değiştiricisinde olmaktadır. Üst çevrimde dolaşan akışkanın debisi
0.12 kg/s olduğuna göre, (a) alt çevrimde dolaşan akışkanın debisini, (6) soğutulan ortamdan
çekilen ısıyı ve toplam kompresör işini, (c) ikili çevrimin etkinlik katsayısını hesaplayın.
Çözüm: (a) 0.0974 kg/s, (6) 13.1 kW, 3.23 kW, (c) 4.06