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…