Chemical Exergy Calculations - Examples

Entropi tünelinden
çıkmanın tek yolu
ekserji iksirini
içmektir!
(A. Midilli)
Kişilik, enerjiyi yönetebilme ve verimli kullanabilme kabiliyetinin bir göstergesidir (A. Midilli)
SUMMER COURSE ON EXERGY AND ITS APPLICATIONS
May 25-27, 2016, Istanbul-Turkey
Chemical Exergy Calculations:
Examples
Dr. Adnan MİDİLLİ
Prof. in Energy Division
Department of Mechanical Engineering
Faculty of Engineering
Recep Tayyip Erdoğan University, Rize
Sosyal entropinin en büyük düşmanları: Saygı, sevgi, disiplin ve mütevaziliktir!
İçerik
1. Çalışmanın amacı
2. Ekserji Türleri ve Mekanizmaları
3. Kimyasal Ekserji
a) İdeal gazın MOLAR kimyasal ekserjisi ve bir hesap örneği
b) Bir gaz yakıtın standart kimyasal ekserjisi ve bir hesap örneği
c) Bir karışımın standart kimyasal ekserjisi ve hesap örneği
4. Endüstriyel Yakıtların Kimyasal Ekserjisinin Hesabı
a) Katı yakıtlar için hesap örneği
b) Sıvı yakıtlar için hesap örneği
c) Gaz yakıtlar
5. Kütlesel fraksiyonu bilinen bir katı yakıtın kimyasal ekserjisinin hesabı
6. Kimyasal formülü bilinen bir yakıtın kimyasal standart ekserjisinin
hesaplanması ödevi
Çalışmanın Amacı
Proseslerde kullanılan katı, sıvı ve
gaz maddelerin kimyasal
ekserjilerinin hesaplanması
üzerine örnek çalışmalar
Ekserji
Source: Ahern, 1980
Bir sisteme giren ya da sistemden çıkan ekserji
bunlardan en az birini mutlaka içerir.
Ekserji Türleri ve Mekanizmaları
Exergy Türleri
•
Thermomechanical exergy (Physical exergy)
•
Exergy of Kinetic Energy
•
Exergy of Potential Exergy
•
Exergy of Radiation
•
Chemical Exergy
Ekserji Transfer Mekanizmaları
1. Exergy by mass
2. Exergy by work
3. Exergy by heat
Analiz Adımları
Enerji ve Ekserji Analizine Yaklaşım
-Sistemin çalışma prensibini ve içeriğini anlamak,
-Uygulanacak tekniğin ve materyalin belirlemek (deneysel, analitik veya nümerik)
-Uygun çalışma sistemi seçmek (Kapalı veya açık sistem)
-Açık sistem durumunda sistemin termodinamik türünü belirlemek
-Kontrol kütlesi veya kontrol hacmi belirlemek
-Sistem sınırlarını belirlemek
-Uygun termodinamik kabuller yapmak
-Referans ortamı seçmek ve referans ortamın şartlarını belirlemek
-Sistemin çalışma şartlarını belirlemek
-Sistemde etkili olan parametreleri belirlemek ve gruplamak
-Sistemdeki iş, ısı ve kütle etkileşimlerini belirlemek
-Genel termodinamik denge bağıntılarını yazmak (enerji/ekserji/entropi)
-Mümkünse gerekli ölçümleri yapmak
-Tablo veya grafik değerleri belirlemek
-Enerji ve ekserji ile ilgili büyüklükleri hesaplamak
-Mümkünse exergy band diyagramını çizmek
-Sonuçlar kontrol etmek, değerlendirmek, yorumlamak ve uygulamaya koymak
-Gerekirse sistem üzerinde inovasyon yapmak
Kimyasal Ekserji
İdeal gazın molar kimyasal ekserjisi (Kotas, 1995)
ÖRNEK-1
ÇÖZÜM-1
Bir Gaz Yakıtın Standart Kimyasal Ekserjisi
ve Bir Hesap Örneği
Bir yakıtın kimyasal ekserjisini hesaplayabilmek için seçilen tersinir prosesler,
oksijen yardımıyla yakıtın yapısının değiştirilmesini gerektiren tersinir kimyasal
reaksiyonlar içermelidir. Eğer reaksiyon tersinir olarak gerçekleşirse ki o zaman
reaksiyonun maksimum işi elde edilir (Kotas, 1995).
O halde en genel halde bir gaz yakıtın standart kimyasal ekserjisi;
ÖRNEK-II
ÇÖZÜM-1
Çözüm Adımları
4. Adım
CO’in standart kimyasal
ekserjisinin hesaplanması
Bir Karışımın Standart Kimyasal Ekserjisi
ve Hesap Örneği
Birçok önemli uygulamada çalışma ortamı ideal gazların oluşturduğu bir
karışımı içerebilir. Örneğin; Gaz Yakıtlar, yanma ürünleri,..
ÖRNEK-III
ÇÖZÜM-III
ÖRNEK-IV
%
ÇÖZÜM-IV
Endüstriyel Yakıtların Kimyasal Ekserjisi
ve Hesap Örneği
ENDÜSTRİYEL FOSİL KATI YAKITLAR
ÖRNEK-V
ÇÖZÜM-V
ENDÜSTRİYEL SIVI YAKITLAR
ÖRNEK-VI
ÇÖZÜM-VI
Kütlesel fraksiyonu bilinen bir
katı yakıtın kimyasal ekserjisinin hesabı
Kimyasal formülü bilinen bir yakıtın kimyasal standart
ekserjisinin hesaplanması
ÖDEV-VI
1 atm basınç ve 25oC ‘de bulunan sıvı oktanın (C8H18) kimyasal
ekserjisini hesaplayınız.
a) Kimyasal reaksiyonu kullanarak
C8 H18( l ) + 12.5O2 ⇒ 8CO2 + 9H 2O
b) Korelasyonunu kullanarak
h
ϕ = 1.0406 + 0.0144 ×
c
CEVAP:
a) 47397 kJ/kg
b) 47635 kJ/kg
Dost arıyorsan entropi
üretimini azalt,
dost bulduysan
ekserji verimini muhafaza et,
ki dostluklar daim olsun!
Teşekkürler…