SANAYİDE ENERJİ EKONOMİSİ

Referans noktası Celcius ölçeğinde suyun donma sıcaklığı (0 °C) ve kaynama sıcaklığı (100 °C) dir. Mutlak sıcaklık (T), Kelvin derecesinde mutlak sıfırın üzerindeki derece sayısıdır. Celcius ölçeği ile mutlak sıcaklık arasındaki ilişki;

T = t(°C) + 273(K)

olarak tanımlanır. Burada “t” Celcius ölçeği ile ölçülen sıcaklıktır.

Buna göre,

T = 50 + 273 = 323 K

T = 85 + 273 = 358 K

Mutlak sıcaklık aralığı 323-358 K’dir.

Basınç (P), bir akışkan tarafından birim alana dik yönde uygulanan kuvvettir. Mühendislik hesaplamalarında geçerli olan basınç mutlak basınçtır. Mutlak basınç tüm sistemler için etkin (gösterge) basıncın standart atmosferik basınçla bütünleşmiş halidir. Etkinbasınç atmosferik basıncın sıfır kabul edildiği bir basınç ölçüsüdür ve mutlak basınç için atmosfer basıncının üzerine eklenir.

P_m =P_atm + P_gös

Burada Pm mutlak basıncı, Patm atmosfer basıncını, Pgös bir basınç ölçme aletiyle sistemde ölçülen basıncı, Pvakum vakum basıncını ifade eder.

P_gös = 4 bar = 400 kPa

P_atm = 1 atm = 101.325 kPa

P = 400 + 101.325 = 501.325 kPa

Sistem basıncı 501.325 kPa’dır.

Odanın hacmi:

V = 5 x 10 x 15 = 750 m3

Odadaki kütle miktarı:

Odadaki havanın sahip olduğu kütle 937.5 kg’dır.

Sürekli ve otomatik takibi sağlayan otomasyonlar ile yanma verimi sürekli izlenebilir, yakıt karakterinde veya atmosferde olan değişikliklere göre önceden tedbir alınabilir, sistemde yakıt /hava ayarı otomatik yapılabilir, gerektiğinde fan enerji tüketiminden tasarruf sağlanır, tam yanma sonucu sistem verimi yükseltilebilir. Ancak yakıt tüketimini arttırarak enerji harcaması bu tür sistemlerin avantajlarından değildir.

Hacimsel olarak yanma sonucu karbondioksit miktarı maksimum %21,33 olmalıdır. Bu değer teorik hava değeri için yanma sonucu karbondioksit miktarıdır. Gerçek uygulamalarda her zaman fazla hava olması nedeniyle karbondioksit yüzdesi daima %21,33 den daha aşağıdadır. Hava fazlalık oranı ölçülen karbondioksit yüzdesine göre hesaplanmaktadır.

Hava fazlalık oranı %15.61’dir.

Pota, yüksek, kupol fırınlar ve ark fırınları demir çelik ve metal sanayiinde kullanılan fırınlardır. Baca tipi fırınlar ise boya ve gıda sanayiinde kullanılmaktadır.

Bazı sektörlerde öğütülmek istenen ürünlerin nem potansiyelleri dikkat edilmesi gereken parametrelerden biridir. Nem oranının istenenden fazla olması, değirmenlerde enerji verimsizliğini doğrudan etkilemektedir.

Elektrik motorları elektrik enerjisini mekanik enerjiye dönüştüren aygıtlardır. Elektrik motorları başta pompalar, fanlar, kompresörler, değirmenler, presler gibi pek çok proseste bir tahrik sistemi olarak çalışırlar. Sanayide yaygın olarak kullanılan elektrik motorları alternatif akım motorlarıdır. Fırçalı ve fırçasız motorlar doğru akım motorları, sekron ve asekron motorlar ise alternatif akım motorlarıdır.

Türkiye’nin 2008 yılında sanayi sektörünün nihai elektrik üretimindeki payı %55’tir

Açık sistemlerde madde ve enerji geçişi vardır. Ancak sistem sınırlarından geçen kütle akışları korunur. Kapalı sistemlerde sistemle çevre arasında sadece enerji geçişi vardır, Kütle geçişi yoktur ve sabittir. İzoleli sistemlerde, sistem ile çevre arasında kütle ve enerji geçişini engelleyen izole tabakası vardır.

(C/100)=((F-32)/180

(C/100)=((200-32)/180)

(C/100) = ( 168 /180)

(C/10)=(168/18)

(C/10)= 9.33

C=93.3 Celcius

Mekanik enerji, potansiyel enerji, elektrik enerjisi ve kinetik enerji diğer enerji türlerine tamamen veya sınırsız dönüştürülebilirken ısı enerjisi diğer enerji türlerine tamamen dönüştürülemez. Sadece kısmen dönüştürülebilen bir enerji türüdür.

Bir sistemin ölü hal olması çevresiyle termodinamik dengede bulunması anlamına gelir. Termodinamik dengede olması ise, sistemin çevre sıcaklığında ve basıncında olmasıdır. Bunun yanı sıra sistemin çevresine göre kinetik ve potansiyel enerjisi sıfırdır. Sistem ölü halde iken kimyasal reaksiyona girmez.

Sıvı yakıtlar, petrolün rafine edilmesi ile elde edildiği için oldukça pahalıdır. Bu sebeple çok fazla tercih edilmezler. Bunun haricinde genellikle pülverize edilerek hava birleşimi sağlayarak bir kıvılcım çıkarırlar ve yanma işlemi böyle gerçekleşir. Yanma sonucu katı yakıtlar kül bırakır.

İyi bir yanma için, yanma odası ile kullanılan yakıcının uyumu çok önemlidir. İyi bir yanma odası tasarımı gerekmektedir. Yanma sürecinde, sadece oksijen değil, nitrojen ve diğer gazların bileşimi de önemlidir. Yanma işlevinin gerçekleştirildiği ünitelerde iyi bir yanma için yakıtın hava ile homojen bir karışımı sağlanmalıdır.

Hava oranının düşük olması durumunda baca gazlarında CO etkisi artar, sistemde üretilen enerji yükü düşer, bacada kararma ve is oluşur, yanma verimi düşer.

Yanma sonucu, oksijen, karbondioksit, karbonmonoksit, kükürtdioksit ve azotoksitler baca gazı olarak oluşur.

Fırınlarda enerji verimliliğini etkileyen faktörler arasında; oluşacak yanma ve ergitme için istenen hacim, fırında istenen sıcaklıklar ve aralıkları, kesikli veya sürekli işletim, ürünün tipi ve boyutu yer alır.