Ana səhifə

Yanma tekniĞİ Hazırlayan: Yusuf Engin Tosun


Yüklə 162.99 Kb.
səhifə1/4
tarix04.06.2016
ölçüsü162.99 Kb.
  1   2   3   4

YANMA TEKNİĞİ




Hazırlayan: Yusuf Engin Tosun


KKÜ 2004

GİRİŞ


Termodinamik dersi, kimyasal reaksiyona girmeyen sistemlerle sınırlı kaldı. Yani incelenen tüm sistemlerin kimyasal bileşimleri, hal değişimleri sırasında sabit kaldı. Örneğin soğutma çevriminde, soğutucu akışkan faz değiştirdiği halde kimyasal bileşimi değişmedi, veya piston-silindir ikilisinde herhangi bir işleme maruz kalan akışkanın kimyasal bileşimi sabit kaldı.

Kimyasal reaksiyona girmeyen sistemlerde, sıcaklık ve basınç değişimleriyle ilgili olarak ‘duyulur iç enerji’ ve faz değişimleriyle ilgili olarak ‘gizli iç enerji’ dikkate alınır. Kimyasal reaksiyon var ise atomlar arasında kopan ve oluşan bağlarla ilgili ‘kimyasal iç enerji’ de dikkate alınır. Kimyasal reaksiyona girmeyen sistemler için yazılan enerjinin korunumu denklemi, kimyasal reaksiyona giren sistemler için de geçerlidir. Fakat bu bağıntılarda sistemin kimyasal enerjisiyle ilgili düzenlemenin yapılması gerekir.

Uygulamada karşılaşılan bazı süreçlerde kimyasal reaksiyon söz konusudur. Yakıt oksijenle reaksiyona girince yüksek miktarda enerji açığa çıkar. Kimyasal bir reaksiyon olan bu işleme, yanma olarak adlandırılır. Amaç, kimyasal enerjinin ısıl enerjiye dönüşümüyle ısı elde etmektir. Bilindiği gibi, ısı da bir enerji şeklidir. Benzin ve dizel motorlar, ısıl güç santralleri vb yerlerde gerekli enerji, kimyasal reaksiyon sonucu açığa çıkan enerji ile sağlanır. Hammaddeler çoğunlukla kimyasal reaksiyonlar aracılığıyla insanlar için daha değerli ürünlere dönüştürülür.

Yanma esnasında kimyasal reaksiyona giren her elementin atom sayısı sabit kalır ve dolayısıyla kütle değişmez; fakat mol sayısı değişir. Yanma işlemi için gerekli olan oksijen, havadan temin edilir. Hava, parasızdır ve her yerde bulunabilir.


1. YAKITLAR

Yakıldığında enerji veren herhangi bir madde yakıttır. Yakılması için oksijenle reaksiyona girmesi gerekir. Bitkiler yıllar güneş enerjisini alır, büyür ve kimyasal enerji olarak depo ederler. En çok kullanılan yakıtlar temelde hidrojen ve karbondan oluşur. Bu yakıtlara hidrokarbon yakıtlar denir ve CnHm genel formülüyle belirtilir.

Yanmanın başlayabilmesi için yakıtın tutuşma sıcaklığına getirilmesi gerekir.

Yakıtlar fiziksel özelliklerine göre sınıflandırılır. Dolayısıyla hidrokarbonlar her fazda vardır. Bu yakıtlar aynı zamanda yüksek enerjili yakıtlardır.

Yakıt seçiminde dikkat edilecek hususlar:


  • Ekonomiklik

  • Taşıma

  • Depolama

  • Emniyet

  • Çevre kirliliği

  • Yakma sistemine uygunluk




    1. Katı Yakıtlar

Doğal olanları taş kömürü, esmer kömür ve odundur. Yapay olarak üretilenleri kok ve odun kömürüdür. Yakıtlar içinde yanma ve taşıma bakımından en fazla güçlük çıkaranları katı yakıtlardır. Yanıcı olmayan anorganik bileşenlerden dolayı yanma sonunda kül bırakırlar, ızgaralara gereksinim gösterirler ve çoğu zaman tam yanma olmaz. Ortaya çıkan kurum nedeniyle tesisatın sık sık temizlenmesi gerekir.

Kömürün ana bileşeni karbondur. Ayrıca oksijen, hidrojen, azot, kükürt, nem ve kül ihtiva eder. Enerjilerini yer altında uzun süre muhafaza eden bitki artıklarından oluşur. Kütle analizi bölgeden bölgeye değişir. Kömürün oluşma zamanı arttıkça bünyesindeki karbon miktarı artar, buna karşılık oksijen, azot ve hidrojen miktarları azalır.

Odun ise bitkiler içinde çok yayılmış bir maddedir. Kömürün ve ısıtma yağlarının bulunmadığı yerlerde yakıt olarak kullanılır.

Kok ve odun kömürü ise oksijensiz ortamda uygulanan termik bir işlem sonunda elde edilir.


1.2 Sıvı Yakıtlar

Sıvı hidrokarbonların çoğu, değişik hidrokarbonların karışımıdır ve ham petrolden damıtma yoluyla elde edilir. Bunlar karışım olmasına rağmen tek bir hidrokarbon olarak dikkate alınır.

Benzin, oktan özel ismiyle C8H18’dir. Benzinin mukavemeti oktan sayısı ile belirlenir. Dizel, dodekan özel ismiyle C12H26’dır. Dizelde ölçü olarak setan sayısı kullanılır.

Ayrıca çok bilinen metanol (metil alkol, CH3OH) de sıvı yakıttır.

Petrol, özellikle motorlu ve tepkili ulaşım araçlarının gerekli yakıtını, makine yağlarının üretimini ve asfalt gereksinimini karşılamakta, ayrıca Fuel-Oil olarak ısıtmada kullanılmaktadır. Sıvı yakıtlar kolay alevlenirler, taşınmaları kolaydır. Yanma sonucu kül bırakmazlar.
1.3 Gaz Yakıtlar

Gaz fazındaki yakıtların ekserisi çok bileşenli karışımlardır. Gaz hacimlerini ölçmek için m3 kullanılır. Ancak 1 m3 hacmindeki gaz miktarı sıcaklık, basınç ve rutubete bağlıdır. Gaz yakıtlardan LPG, normal şartlarda gaz halinde bulunan propan ve bütanın basınç altında sıvılaştırılmasıyla elde edilir. Doğal gaz ise, özellikle petrolün üstünde bulunan ve ekseriyetini metanın teşkil ettiği tabii bir gazdır.

Gaz yakıtların taşınmaları kolay ve ucuzdur. Büyük miktarlar uzaklara boru hatlarıyla, küçük miktarlar ise sıvılaştırılmış durumda tüp içinde nakledilirler. Yanma ortamında hacimce kolay yayılabildiklerinden hava ile iyice karışabilirler, böylece yanma esnasında çok az hava fazlasına gerek gösterirler. Yanma hızları çok yüksek olduğu için ocaklar az yer tutar. Kül ve cüruf gibi artık bırakmazlar. Çoğu zaman tam yanma olur.
2. TERMOKİMYASAL TARİFLER

2.1 Mol


C12 elementinin 12 gramı içindeki karbon atomu sayısına Avagadro Sayısı denir. 1 mol ise, içinde avagadro sayısı kadar partikül bulunan madde miktarıdır. Böylece madde, mol ile belirlenebilmektedir. Avagadro sayısı (NA),

NA= 6.02217*1023 partikül/mol’dür.

1 mol oksijen (O2) denildiğinde, içinde NA kadar O2 molekülü bulunan madde miktarı anlaşılacaktır. Aksi belirtilmedikçe partiküllerin 1 atm ve 273 K şartlarındaki halleri kabul edilir. Eğer 1 mol oksijen atomu olarak belirtiliyorsa partiküllerin atom olarak sayıldığı anlaşılmalıdır ve kısaca 1 mol O şeklinde gösterilir.

Tarifi gereği bir maddenin 1 molünün kütlesi, o maddenin atomik (veya moleküler) kütlesine eşittir. Dolayısıyla maddenin içindeki partikül sayısı yerine kullanılacak mol sayısı

n = maddenin kütlesi (g) / 1 molünün ağırlığı (g/mol)

= maddenin kütlesi / atomik (moleküler) kütlesi

Molekül kütlesine formül kütlesi de denir. Mesela NO2 için molekül (formül) kütlesi 46 g’dır. Bir maddenin mol kütlesi Mi (g/mol) ile gösterilir.

Bazı elementlerin simgeleri ve mol kütleleri aşağıda verilmiştir:



İsim

Simge

Mi

İsim


Simge

Mi

İsim


Simge

Mi

Karbon

C

12.011

Azot

N

14.008

Kalsiyum

Ca

40.08

Hidrojen

H

1.088

Kükürt

S

32.064

Sodyum

Na

22.99

Oksijen

O

15.999

Argon

Ar

39.948

Bakır

Cu

63.54
  1   2   3   4


Verilənlər bazası müəlliflik hüququ ilə müdafiə olunur ©kagiz.org 2016
rəhbərliyinə müraciət