GERİ DÖN
Ders Öğretim Planı
| Dersin Kodu | Dersin Adı | Dersin Türü | Yıl | Yarıyıl | AKTS |
|---|---|---|---|---|---|
| 9103055422004 | Exergy Analysis and Applications for Chemical Processes | Seçmeli Ders Grubu | 1 | 2 | 8,00 |
Dersin Seviyesi
Yüksek Lisans
Dersin Sunulduğu Dil
İngilizce
Dersin Amacı
Derste hedef, ekserji analizini tanıtmak, kütle ve enerjinin korunum prensipleri ile termodinamiğin 2. yasasını birlikte kullanarak ısıl ve kimyasal proseslerin tasarım ve analizini gerçekleştirmektir. Diğer bir deyişle ekserji analizini kullanılabilirlik analizi olarak tanımlamaktır. Isıl sistemler üzerindeki önemi yenilenemeyen kaynaklar olan sıvı yakıtlar – benzin, mazot, gaz yağı-, doğal gaz ve kömürde daha belirgin olarak ortaya çıkar. Hem ısıl sistemlere hem de karmaşık kimyasal süreçlere uygulamaları ders kapsamında gösterilecektir.
Dersi Veren Öğretim Görevlisi/Görevlileri
Doç. Dr. Zehra Özçelik
Öğrenme Çıktıları
| 1 | Ekserji ve maksimum iş kavramını öğrenme; ekserji bileşenlerini, ekserji kayıplarını birim ve süreç için hesaplayabilme, |
| 2 | Kütle ve enerji denkliklerinin yanısıra termodinamik esasları da eşanlı düşünebilme, |
| 3 | Kimyasal süreçlerin tasarım adımlarını ana hatları ile irdeleyebilme, |
| 4 | Ekserji analizi ile ekonomik analizi birlikte kullanarak termoekonomik analiz kavramını anlama ve uygulayabilme, |
| 5 | Tasarım için önemli olan çevre etkisini, güvenilirliği, veri kaynaklarını, maliyet analiz ve sentez detaylarını kavrayabilme, |
| 6 | Termoekonomik optimizasyona giriş yapabilme |
Öğretim Sistemi
Birinci Öğretim
Dersin Ön Koşulu Olan Dersler
Yok
Ders İçin Önerilen Diğer Hususlar
Termodinamik , ısı ve kütle aktarımı temeli gereklidir.
Dersin İçeriği
Kimyasal Sistemlerin Tasarımına Bakış: Çevresel etkiler, güvenlik ve güvenilirlik, veri kaynakları, maliyet verileri, analiz ve tasarım adımları, örnek problem: çok ürünlü üretim problemi;Termodinamik, Modelleme ve Tasarım: Sıfırınce yasa, Termodinamiğin 1. yasası, Enerji, Termodinamiğin 2. yasası, Entropi ve entropi oluşumu, kütle, enerji ve entropi dengeleri, maksimum iş, kimyasal potansiyel;Ekserji kavramı: Enerji tiplerinin sınıflandırılması, çevre ve ölü durum, ekserji bileşenleri, ekserji kayıpları ve ekserji dengesi, ekserji analizinin termodinamik uygulamaları; Isıl ve kimyasal süreçlerde ekserji analizi : Basit süreçler, işletmeler ; Termoekonomik analiz ; Termoekonomik optimizasyona giriş
Haftalık Ayrıntılı Ders İçeriği
| Hafta | Konular (Teorik) | Öğretim Yöntem ve Teknikleri | Ön Hazırlık |
|---|---|---|---|
| 1 | Giriş; Tasarım, Sentez, Analiz kavramları, Optimum ve optimuma yakın çözümler; problemi anlama | ||
| 2 | Temel kavramların tekrarı- Sıfırıncı yasa, Birinci yasa, İkinci yasa, Entropi ve oluşumu, tersinirlik ve tersinmezlik, maksimum iş; kimyasal potansiyel | ||
| 3 | Kontrol hacim kavramı, kütle, enerji ve entropi denklikleri, yatışkı n ve yatışkın olmayan hal, saf ve çok bileşenli sistemler | ||
| 4 | Reaksiyon adımları ve yanma reaksiyonları; oluşum entalpisi, mutlak entropi, kojenerasyon sistemlerini tanıma | ||
| 5 | Ekserji Analizi, çevre ve ölü durum,ekserji bileşenleri; fiziksel ekserji- kapalı ve açık sistemler üzerine uygulamalar, ekserji denklikleri | ||
| 6 | Kimyasal ekserji, standart kimyasal ekserji, saf maddelerin, çok bileşenli karışımların ve yakıtların (kömür, fuel oil, doğal gaz) kimyasal ekserji hesaplamaları | ||
| 7 | Ekserjinin kayıpları ve bozunması, ekserji verimi, termodinamik verim, süreçlerin değerlendirilmesi ve iyileştirilmesi | ||
| 8 | ARASINAV | ||
| 9 | Performans değerlendirmesi, Ekserji değerlendirme grafikleri (Grossmann diyagramı, pi diyagram), ekserji temelli diğer grafiklere genel bakış (fiziksel ekserji-entalpi, boyutsuz ekserjetic sıcaklık-entalpi, Thring diyagramı(-1/T-H), ekserji-kompozisyon) | ||
| 10 | Yeni ve var olan tesislerde termodinamik fizibilite, uygulamalar | ||
| 11 | Basit Süreçlerde Ekserji Analizi Uygulamaları - Genleşme süreçleri, Sıkışma Süreçleri,Isı transfer süreçleri, | ||
| 12 | Basit Süreçlerde Ekserji Analizi Uygulamaları Karışma ve ayırma süreçleri, reaksiyon içeren süreçler, yanma süreçleri | ||
| 13 | Isıl ve Kimyasal tesislerde ekserji analizi uygulamaları- petrokimya(organik), inorganik, kojenerasyon sistemleri | ||
| 14 | Termoekonomik analiz ve uygulamaları | ||
| 15 | Termoekonomik Optimizasyona giriş ve modelleme | ||
| 16 | Yılsonu Sınavı ve Proje Sunumları |
Ders Kitabı / Malzemesi / Önerilen Kaynaklar
1. A. Bejan, G. Tsatsaronis, M. Moran, “Thermal Design and Optimization” 2. J. Szargut, D.R. Moris, F.R. Steward, “Exergy Analysis of Thermal, Chemical and Metallurgical Processes” 3. T.J. Kotas, “The Exergy Method of Thermal Plant Analysis”, 2nd edition, Krieger Publishing Company, (1995) 4. İlişkili makaleler.
Planlanan Öğrenme Aktiviteleri ve Metodları
Etkinlikler ayrıntılı olarak "Değerlendirme" ve "İş Yükü Hesaplaması" bölümlerinde verilmiştir.
Değerlendirme
| Yarıyıl (Yıl) İçi Etkinlikleri | Adet | Değer |
|---|---|---|
| Ev Ödevi | 3 | 100 |
| Toplam | 100 | |
| Yarıyıl (Yıl) Sonu Etkinlikleri | Adet | Değer |
| Final Sınavı | 1 | 100 |
| Toplam | 100 | |
| Yarıyıl (Yıl) İçi Etkinlikleri | 40 | |
| Yarıyıl (Yıl) Sonu Etkinlikleri | 60 | |
Staj Durumu
Yok
İş Yükü Hesaplaması
| Etkinlikler | Sayısı | Süresi (saat) | Toplam İş Yükü (saat) |
|---|---|---|---|
| Ara Sınav | 1 | 3 | 3 |
| Final Sınavı | 1 | 3 | 3 |
| Quiz | 3 | 2 | 6 |
| Derse Katılım | 14 | 2 | 28 |
| Problem Çözümü | 7 | 3 | 21 |
| Tartışma | 4 | 2 | 8 |
| Takım/Grup Çalışması | 2 | 10 | 20 |
| Proje Hazırlama | 2 | 10 | 20 |
| Proje Sunma | 2 | 3 | 6 |
| Bireysel Çalışma | 14 | 3 | 42 |
| Ödev Problemleri için Bireysel Çalışma | 7 | 5 | 35 |
| Ara Sınav İçin Bireysel Çalışma | 1 | 15 | 15 |
| Final Sınavı içiin Bireysel Çalışma | 1 | 20 | 20 |
| Quiz için Bireysel Çalışma | 3 | 5 | 15 |
| Toplam İş Yükü (saat) | 242 | ||
Program ve Öğrenme Çıktıları İlişkisi
| PÇ 1 | PÇ 2 | PÇ 3 | PÇ 4 | PÇ 5 | PÇ 6 | PÇ 7 | |
| ÖÇ 1 | 5 | 4 | 5 | 4 | |||
| ÖÇ 2 | 5 | 5 | 5 | 5 | 5 | ||
| ÖÇ 3 | 5 | 4 | 5 | ||||
| ÖÇ 4 | 5 | 4 | 5 | 4 | |||
| ÖÇ 5 | 4 | 4 | 4 | 5 | |||
| ÖÇ 6 | 5 | 4 | 4 | 4 |
* Katkı Düzeyi : 1 Çok düşük 2 Düşük 3 Orta 4 Yüksek 5 Çok yüksek