MühendislikTermodinamik

Isı Makineleri Nedir? Nerelerde Kullanılır?

0

Mühendistan Aylık Ücretsiz Bülten Aboneliği

Isı Makineleri Tanımı ve Kullanıldığı Yerler

Isı makineleri; ısı enerjisini belli bir termodinamik çevrim ile işe dönüştüren sistemleridir. Yüksek sıcaklığa sahip bir ısı kaynağından enerjiyi alarak çalışırlar. Isı makineleri olarak nükleer reaktörler, buhar kazanları ve güneş enerjili su ısıtma sistemleri örnek olarak verilebilir. Isı kaynağından alınıp kullanılan enerji daha sonra düşük sıcaklığa sahip; akarsu, göl, hava ve dış ortama doğal olarak aktarılır.

Isı makineleri için en güzel örnek buharlı güç santrali yani termik santrallerdir. Fosil ve nükleer yakıtların ısı enerjisi kullanılarak sistemde dolaştırılan su yüksek basınçlı buhar fazına dönüştürülür. Bu da türbin – jeneratör sistemi vasıtasıyla elektrik enerjisine dönüştürülür. Daha sonra soğuyan bu buhar su karışımı yoğuşturucu ile kendi sıcaklığından daha düşük olan bir ortama ısısını aktararak tamamen sıvı fazına dönüştürülür.

Isı makineleri Buharlı Güç Santrali Basit Çevrim
Isı Makineleri Buharlı Güç Santrali Basit Çevrim
  • Qgiren= Yakıtların yakılmasıyla açığa çıkan ve suya geçen ısı
  • Qçıkan= Yoğuşturucuda soğutulan buhardan çevreye yayılan ısı
  • Wçıkan= Buharın türbin üzerinde yaptığı iş
  • Wgiren= Suyu kazana giriş basıncına düşürmek için yapılan iş
  • Buharlı güç santrali çevriminin net işi;
  • Wnet,çıkan = Wçıkan – Wgiren (kJ)
  • Wnet,çıkan = Qgiren – Qçıkan (kJ)

Isı Makineleri Isıl Verimi

Isı makinesi, verilen ısı enerjisinin sadece bir kısmını işe dönüştürür yani kayıplar vardır. Isıl verim de sisteme verilen ısının ne kadar etkin kullanıldığının ölçüsüdür. Doğada hiçbir makine termodinamiğin birinci yasası gereği %100 ısıl verime ulaşamaz. Bir sistemin ısıl verimi %100’e ne kadar yakınsa sisteme verilen enerji o kadar etkin kullanılmıştır.

Etkinlik (verim) = Elde edilmek istenen / harcanan enerji

Isıl verim = Net iş / sisteme giren ısıl enerji

µ = Wnet,çıkan/Qgiren

µ = 1- Qçıkan/Qgiren

Isı makinelesi, için temel amaç ısıyı işe dönüştürmek olduğu için mühendisler ısıl verimi arttırmanın yollarını ararlar çünkü verim ne kadar yüksek olursa harcanan yakıt ve para o kadar düşük olur.  İş yapan makinelerin ısıl verimleri o kadar düşüktür ki bu da verim kavramının önemini o denli arttırır. Örneğin benzinli otomobil motorları %20 dizel motorlar %30 verimle çalışır. Bu da depodaki yakıtın bünyesindeki kimyasal enerjinin sadece %20’si veya %30’u mekanik enerjiye dönüştürülüyor. Bunların dışında büyük gaz türbinleri %30, buharlı güç santralleri de %40 verime sahiptir.

Sonuç

Günümüzde kullandığımız en verimli ısı makineleri bile aldıkları ısı enerjisinin yarısından fazlasını akarsu, göl, deniz veya dış ortama kullanılamaz ısı enerjisi olarak aktarırlar.

Emre LEBLEBİCİOĞLU
Emre LEBLEBİCİOĞLU, 1993 yılının Ekim ayında Adana'nın Seyhan ilçesinde doğdu. İlk,orta ve lise öğrenimini burada tamamladı. 2011 yılında Karabük Üniversitesi Enerji Sistemleri Mühendisliği bölümünü kazandı. 2012 yılında ise yine aynı üniversite de Mekatronik Mühendisliğinde çift anadal programına başladı. 2014 yılının ilk döneminde Erasmus programı kapsamında Bükreş Politeknik Üniversitesi'nde eğitim aldı. 2015 yılında haziran ayında Enerji Sistemleri Mühendisliğinden, ağustos ayı sonunda ise Mekatronik Mühendisliğinden mezun oldu. Mezuniyetten sonra ise yaklaşık 2 yıl solar enerji sektöründe faaliyet gösterdi. Askerlik vazifesini de yedek subay olarak tamamladı. Şuan da ise Marmara Üniversitesi İngilizce Makine Mühendisliği bölümünde tezli yüksek lisans yapmaktadır. İleri seviyede İngilizce ve başlangıç düzeyinde Almanca bilmektedir.

Elon Musk Kimdir? Hayatı ve Girişimleri

Önceki Yazı

Soğutma Makinesi Nedir? Nasıl Çalışır?

Sonraki Yazı

Yorum

Cevap Yaz

E-posta hesabınız yayımlanmayacak. Gerekli alanlar * ile işaretlenmişlerdir

Bunları da beğenebilirsiniz

Bu konuda daha fazla Mühendislik