MUH Laboratuvar

  • View
    40

  • Download
    0

Embed Size (px)

DESCRIPTION

mühendislik labaratuvar

Text of MUH Laboratuvar

  • DR. MEHMET EMN DENZYRD.DR. ZEYNEL ABDN FRATOLU

    DO. DR. REFET KARADAPROF. DR. MURAT KISA

    AR. GR. BURAK YENGN

    T.C.HARRAN NVERSTES

    MHENDSLK FAKLTESMAKNE MHENDSL BLM

    MHENDSLK LABORATUARIDERS NOTLARI

    HAZIRLAYANLAR:

    PROF. DR. CENGZ DOANPROF. DR. BLENT YELATA

    PROF. DR. HSAMETTN BULUT

    YRD. DO. DR. CUMA ETNERYRD. DO. DR. M. AZM AKTACR

    YRD. DO. DR. SMAL HLAL

    R. GR. OSMAN AVN SERVOKT. . MSLM AIKERR. GR. VEHB BALAK

    AR. GR. AHMET ERSAVAAR. GR. MER YETKN

    AR. GR. ZEKERYA ASLANAR. GR. YUSUF IIKER

    2012

  • NDEKLER

    1. Gne Enerjisi Laboratuar.1 2. iklimlendirme Laboratuari I........................................14 3. klimlendirme Laboratuar II.42 4. Akkanlar Mekanii Laboratuar.....76 5. Mekanik Laboratuar.....86 6. Pompa Laboratuar....97 7. Motor Laboratuar ..113 8. Istma Sistemleri Laboratuar .....119 9. malat Yntemleri ve Konstrksiyon Laboratuar..126

    10. Yenilenebilir Enerji Kaynaklari Laboratuari..........................................................142

  • Hazrlayanlar: Dr. Cuma ETNER & Do. Dr. Hsamettin BULUT

    1

    GNE ENERJS LABARATUAR FY

    AMA : Gne enerjisi ve uygulamalarnn tantlmas

    Mhendislik Laboratuvar kapsamnda aadaki gne enerjisi uygulamalar

    incelenecektir.

    1- Tabi dolaml ak tip bir gne enerjili scak su stma sistemi

    2- Panel ve kutu tipi gne piiricileri

    3- PV sistemi ve gne nmnn llmesi

    4- Dzlem yzeyli ve vakum tpl gne kolektrleri

    5- Haval tip gne kolektrleri

    1. GR

    Gne enerjisi bilinen en eski birincil enerji kaynadr.Temizdir, yenilenebilir ve

    dnyamzn her tarafnda fazlasyla mevcuttur.Hemen hemen btn enerji kaynaklar

    dorudan veya dolayl olarak gne enerjisinden tremilerdir. Gne enerjisi kesikli ve

    deikendir.Gnlk ve mevsimlik deiimleri vardr.Bundan te radyasyon atmosferik

    koullarca belirlenir.Btn bu zelliklerinden tr baz gne enerjisi uygulamalar enerji

    depolanmasn ve yedek enerji sistemlerini gerektirmektedir. Dier allm enerji

    kaynaklaryla karlatrldnda gne enerjisinin younluu dktr. Fakat gne enerjisini

    mekanik ve elektrik enerjilerine uygun bir verimlilikle evirmek mmkndr.Yar

    iletkenlerde fotoelektrik ve termoelektrik etkileri kullanarak gne enerjisini dorudan

    elektrik enerjisine evrilebilir.

    Gne enerjisi, ev kullanm iin scak su salanmas, stma ve soutma

    uygulamalarnda, endstride ilem ssnn salanmasnda, tarmda sulama, kurutma ve

    piirmede, elektrik enerjisi retmede kullanabilen bir enerji kaynadr.

    2. GNE ENERJSYLE ELEKTRK RETME YNTEMLER

    Gne enerjisinden yararlanarak yksek scaklklarda buhar elde etmek suretiyle bir

    trbini altrp elektrik retmek mmkndr. Gnei takip sistemine sahip bu sistemlerde

  • Hazrlayanlar: Dr. Cuma ETNER & Do. Dr. Hsamettin BULUT

    2

    genellikte yanstc olarak parabolik aynalar kullanlmaktadr. Bir dier yntem fotovoltaik

    yntemle (PV sistem) ile elektrik retilmesidir.

    2.1. Gne Enerjisi Younlatrclar

    Gne nmndan faydalanma yntemlerinin banda gne nmn zerine

    toplayarak, bu enerjiyi kullanan gne toplayclar gelmektedir. Gne enerjisi toplayclar,

    gne nmndan kazandklar enerjiyi bir akkana veren bir eit s deitiricisi olarak

    kabul edilebilir. Dz toplayclar toplam gne nmn kullanarak alrken, younlatrc

    toplayclar genellikle direkt gne nmn kullanrlar. Fakat daha yksek scaklk elde

    etmek iin dz toplayclar yerine nm belli bir noktada toplamak iin deiik geometrili

    odaklayclar kullanlarak kzgn su, doymu buhar ve kzgn buharn elde edilmesi mmkn

    olmaktadr. Gne enerjisi toplayclar genel olarak sabit ve hareketli toplayclar olarak

    snflandrlabilir. Sabit toplayclar ile scakl 60-200 Cye kadar olan uygulamalarda

    kullanlmaktadr. Hareketli toplayclar ise yksek scaklk uygulamalarda tercih edilmektedir.

    Hareketli toplayclardan izgisel odaklayclarla 300-400 C scakla kadar, noktasal

    odaklayclarla 1500 C kadar scaklklar elde edilebilmektedir.

    2.1.1. Tek eksende gne izleyici sistemleri

    Parabolik toplayclar yksek scaklk uygulamalarnda kullanlan ve gne enerjisini

    belirli bir merkeze younlatrma yapan sl sistemlerdir. Younlatrc sistemlerle direkt

    gne nmndan yararlanarak yksek scaklkta buhar retilebilmekte ve elektrik retiminde

    veya yksek scaklk ihtiyac duyulan sistemlerde kullanlabilmektedir. Younlatrc sl

    sistemlerin en yaygn silindirik parabolik oluk toplayclardr. Bu toplayclarda 400 C

    scakllara kadar buhar elde edilebilmektedir. Kesiti parabolik olan toplayclarn i

    ksmndaki yanstc yzeyler, gne nlarn odakta yer alan siyah bir yutucu boruya veya

    borulara odaklanr. Yutucu boruda dolatrlan svda toplanan s ile elde edilen buhardan

    elektrik retilir. Sistem dou-bat, kuzey-gney ve polar eksende yerletirilebilmekle beraber,

    gnei dou-bat veya kuzey-gney ynnde tek eksende takip etmektedir.

  • Hazrlayanlar: Dr. Cuma ETNER & Do. Dr. Hsamettin BULUT

    3

    Yanstc

    Toplayc

    ekil. izgi odaklamal younlatrma

    2.1.2 ki eksende gne izleyici sistemleri

    Dier bir tr younlatrc sistem olan parabolik anak sistemler, iki eksende gnei

    takip ederek, gne nlarn odaklama blgesine younlatrrlar.

    ekil. Nokta odaklamal younlatrma (paraboloid)

    ekilden de grld gibi gnei iki eksende izleyen parabolid (anak) yzeyli aynalardan

    gelen nlar odaklayc bir yutucuya yanstlmaktadr. Yanma odasnda yakt olarak doal

    gazn yanma ileminden sonra kompresre ve gerektiinde n stma ileminden sonra

    Stirling evrimli trbine verilmektedir. Trbin aftna bal olan bir alternatr ile elektrik

    retimi salanmaktadr.

  • Hazrlayanlar: Dr. Cuma ETNER & Do. Dr. Hsamettin BULUT

    4

    2.1.3 Kule santral sistemi

    Merkezi alc sistemlerde ise; tek tek odaklama yapan ve heliostat ad verilen aynalardan

    oluan bir alandan olumaktadr. Bu sistemde gne nlar, bir kule zerine monte edilmi s

    deitiricisine yanstarak younlatrma yaparlar. Dz aynalarla yaplan bu yanstmayla

    younlatrma oran 1000e veya daha fazla yaplabilir. Merkezi yutucu-heliostat sistemle 1

    MW ile 100 MW arasnda deiebilen elektrik g santralleri kurulabilmektedir. Merkezi

    kulenin ykseklii, ekli ve heliostat alann younluu kurulan santralin performansn

    belirler.

    Toplayc

    KuleHeliostatlar

    Gne Enerjisi

    ekil. Heliostat aynalarla gelen gne nlarnn odaklanmas

    3. GNE PLLER (FOTOVOLTAK PLLER)

    Gne pilleri (fotovoltaik piller), yzeylerine gelen gne n dorudan elektrik enerjisine

    dntren yariletken maddelerdir. Yzeyleri kare, dikdrtgen, daire eklinde biimlendirilen

    gne pillerinin alanlar genellikle 100 cm civarnda, kalnlklar ise 0,2-0,4 mm

    arasndadr.Gne pilleri fotovoltaik ilkeye dayal olarak alrlar, yani zerlerine k

    dt zaman ularnda elektrik gerilimi oluur. Pilin verdii elektrik enerjisinin kayna,

    yzeyine gelen gne enerjisidir. Gne enerjisi, gne pilinin yapsna bal olarak % 5 ile %

    20 arasnda bir verimle elektrik enerjisine evrilebilir.G kn artrmak amacyla ok

    sayda gne pili birbirine paralel ya da seri balanarak bir yzey zerine monte edilir, bu

    yapya gne pili modl ya da fotovoltaik modl ad verilir. G talebine bal olarak

    modller birbirlerine seri ya da paralel balanarak bir ka W Gne Pillerinden

    MegaWatt'lara kadar sistem oluturulur.

  • Hazrlayanlar: Dr. Cuma ETNER & Do. Dr. Hsamettin BULUT

    5

    ekil. Bir. gne pili modl, paneli

    ekil PV sistemi ile sokak aydnlatmas ekil Fotovoltaik panel ve gne nm lmek

    iin kullanlan piranometre

  • Hazrlayanlar: Dr. Cuma ETNER & Do. Dr. Hsamettin BULUT

    6

    4. GNE ENERJL SICAK SU SSTEMLER

    Gne kollektrl scak su sistemleri, gne enerjisini toplayan dzlemsel kollektrler,

    snan suyun topland depo ve bu iki ksm arasnda balanty salayan yaltml borular,

    pompa ve kontrol edici gibi sistemi tamamlayan elemanlardan olumaktadr

    Gne kollektrl sistemler tabii dolaml ve pompal olmak zere ikiye ayrlrlar.

    Her iki sistem de ayrca ak ve kapal sistem olarak dizayn edilirler.

    4.1. Tabii Dolaml Sistemler : Tabii dolaml sistemler s transfer akkannn

    kendiliinden dolat sistemlerdir. Kollektrlerde snan suyun younluunun azalmas ve

    ykselmesi zelliine dayanmaktadr. Bu tr sistemlerde depo kollektrn st seviyesinden en

    az 30 cm yukarda olmas gerekmektedir. Deponun alt seviyesinden alnan souk (ar) su

    kollektrlerde snarak hafifler ve deponun st seviyesine ykselir. Gn boyu devam eden bu

    olay sonunda depodaki su snm olur. Tabii dolaml sistemler daha ok kk miktarda su

    ihtiyalar iin uygulanr. Deponun yukarda bulunmas zorunluluu nedeniyle byk

    sistemlerde uygulanamazlar. Pompa ve otomatik kontrol devresi gerektirmedii iin pompal

    sistemlere gre biraz daha ucuzdur.

    ekil. Besleme depolu tabii dolaml stma sistemi

  • Hazrlayanlar: Dr. Cuma ETNER & Do. Dr. Hsamettin BULUT

    7

    4.2. Pompal Sistemler: Is transfer akkannn sistemde pompa ile dolatrld

    sistemlerdir. Deposunun yukarda olma zorunluluu yoktur. Byk sistemlerde su

    hatlarndaki direncin artmas sonucu tabii dolamn olmamas ve byk bir deponun yukarda

    tutulmasnn zorluu nedeniyle pompa kullanma zorunluluu domutur.

    Pompal sistemler otomatik kontrol devresi yardm ile alrlar. Depo tabanna ve

    kollektr kna yerletirilen diferansiyel termostatn sensrleri; kollektrlerdeki suyun

    depodaki sudan 10oC daha scak olmas durumunda pompay altrarak scak suyu depoya

    alr, bu fark 3 oC olduunda ise pompay durdurur. Pompa ve otomatik kontrol devresinin

    zaman zaman arzalanmas nedeniyle