etil benzen.docx

8/19/2019 etil benzen.docx

1/150

İÇİNDEKİLER

ÖNSÖZ....................................................................................................................1

ÖZET...................................................................................................................... 2GİRİŞ...................................................................................................................... 3

1. ETİLBENZEN ÜRETİMİ......................................................................................... 3

1.1 ETİLBENZEN ÖZELLİKLERİ.............................................................................3

1.2.ETİLBENZENİN KULLANIM ALANLARI.............................................................6

1.3.ETİLBENZEN ÜRETİMİNİN DÜNYADAKİ DURUMU............................................6

1.4.ETİLBENZEN ÜRETİM YÖNTEMLERİ................................................................8

2. DEPOLAMA VE AKIŞ ELEMANLARI....................................................................12

2.1. G!"#$% D&'("%)*$................................................................................13

2.1.1S$+$ ,-,%& -/!)&...................................................................................13

2.1.2.B*$%- A"0$% D&'(")......................................................................13

2.1.3.D S$"$"# D&'(")..............................................................13

2.2.3S$+$"#$% D&'("%)*$............................................................................13

2.2.POMPA.........................................................................................................14

2.3. SANTRİ5Ü POMPA...................................................................................... 14

2.4. KOMPRESÖR NEDİR NE İŞE YARAR..............................................................142.7.KISILMA VANASI...........................................................................................14

2.6.BENZEN DEPOLAMA TANK DİZAYNI.............................................................17

2..E0,"&% D&'(") T%$ T*#$)$...................................................................16

2.8.B&%!&% P()' T*#$)$..............................................................................1

2.9.KOMPRESÖR TASARIMI:............................................................................... 18

2.1;.E0," B&%!&% D&'(") T%$ 0*#$)$........................................................19

2.11.D,E0,"B&%!&% D&'(") T%$ T*#$)$......................................................21

2.12.DİETİLBENZEN POMPA


2/150

3..REAKSİYON ENTALPİSİ VE REAKTAN>ÜRÜNLERİN ÖZGÜL ISILARININBELİRLENMESİ...................................................................................................29

3.8.REAKTÖRE BESLENEN GAZ KARIŞIMININ ÖZELLİKLERİ................................3;

3.9.POLYMAT< PROGRAMINA DENKLEMLERİN GİRİŞİ VE =IKAN SONU=LAR.......3;

3.1;.REAKTÖR =IKIŞ VERİLERİ VE ÖL=EK ORANDA =İZİLMESİ...........................36

4. ISI DE?İŞTİRİİLER TASARIMI............................................................................38

4.1 B(#" I*$ D&C,0,#,," E%/#"F.............................................................38

4.1.1 G/+& B(#" I*$ D&C,0,#,,"...............................................................39

4.1.2 D! =,0F B(#" I*$ D&C,0,#,,",.........................................................4;

4.1.3 S',#" B(#" I*$ D&C,0,#,,"................................................................4;

4.2 P""$ I*$ D&C,0,#,,"................................................................................41

4.2.1 T*#$) Ö!&"",",.................................................................................41

4.3 I*$ D&C,0,#,,",%& A$ D!&%"&)&",......................................................42

4.3.1 P#"&" A$)"$ I*$ D&C,0,#,,",..............................................................42

4.3.2 T* A$)"$ I*$ D&C,0,#,,",...................................................................42

4.3.3 ='#! A$)"$ I*$ D&C,0,#,,",..............................................................42

4.4 ISI DE?İŞTİRİİ SE=ERKEN DİKKATE ALINMASI GEREKEN 5AKTÖRLER.........43

4.4.1 K(%*0#*,H(% M"!&)&",...................................................................43

4.4.2 B*$%- +& S$"$..................................................................................43

4.4.3 P(#)%* P#)&0#&",......................................................................434.4.4 I*$" U!%"............................................................................................43

4.4.7 D&,...................................................................................................... 44

4.4.6 B*$%- D).....................................................................................44

4.4. S$"$ G&-,,.......................................................................................44

4.4.8 I*$ D&C,0,#,,%,% B(H0........................................................................44

4.4.9 B"%,",#",.........................................................................................47

4.4.1; E(%(), 50/#"..............................................................................47

4.4.11 A$%"#...........................................................................................47

4.4.12 B,#,,%0, =#'%$.................................................................................. 46

4.4.13 D,!H% Y'#&% B*$%- D D&C",%& N&&% İJ0,H$)$! O"# .......................................................................................................................46

4.7 I*$ D&C,0,#,, S&-,),....................................................................................46

4.6 N,-,% G/+& B(#" I*$ D&C,0,#,,"............................................................4

4. I*$ D&C,0,#,, T*#$)$% K""..............................................................4

4.8 ISI DE?İŞTİRİİ


3/150

ADIM 6...............................................................................................................66

4.8.2 REAKTÖR SONRASI ISI DE?İŞTİRİİ


4/150

ÖNSÖZ

Yapılan bu tasarım 2014-2015 Kimya Mühendisliği tasarım projesi olarak ele alınmıtır!

"u proje kapsamında tesisin tüm ekipmanlarının di#aynı$ %n aratırmaları &e 'i#ibilite

(alımalarına kadar tüm konular ele alınarak detaylı bir ekilde in)elene)ektir! *asarımın ana

balıkları ise u ekildedir+

,%rt yıllık lisans %ğretim boyun)a %ğrenilen bililer bu proje sayesinde uyulamaya

e(irile)ektir! "urada ama(+ rup (alıması$ 'ikir alı&erii$ proje sorumlusu %ğretim üyeleri

ile diyalo kurabilme$ teorik bilileri birletirerek bir proses halinde tüm sistemi ele alarak bir

'abrika (ıktısı oluturmak ama(lanmıtır!

*asarımda etilben#en üretimi ama(lanmıtır! "urada %n aratırma$ depolama$ pompa &e

kompres%r tasarımı$ reakt%r di#aynı$ ısı değitiri)i di#aynı$ ayırma ilemleri$ 'i#ibilite ibi

bir(ok konu balığıyla tasarım in)elenerek 'abrika (ıktısı olarak bir bütün halinde

birletirile)ektir!

*asarımımı#da bi#e yardım)ı olan ./! ,/! ral 36$ ,! ,/! atih 789M$

,!,/! *uran 3"36$ teekkürü bir bor( biliri#!

3tatürk :ni&ersitesi Kimya Mühendisliği

2015 - 8r#urum

ETİLBENZEN ÜRETİMİ SH 1


5/150

ÖZET

Yapmı olduğumu# bu tasarım 2014-2015 Kimya Mühendisliği *asarım .rojesi olarak ele

alınmıtır! "u kapsamda tesisin kurulumu i(in üretim teknolojisi &e prosesi$ ısı değitiri)i)iha# &e ekipmanları tasarımı$ reakt%r tasarımı$ pompa &e depolama )iha# &e ekipmanlarıtasarımı$ ayırma )iha# &e ekipmanlarının tasarımı &e 'i#ibilite (alımaları ele alınmıtır!

"u tasarım (alımasında a# 'a# reaksiyonda etil &e ben#enden etilben#en üretimiama(lanmıtır! :retim kapasitesi yılda 10000 ton olarak belirlenmitir! :retim tesisininyapılan 'i#ibilite (alımalarıyla Manisa iline kurulmutur! *asarım aamasında yapılan(i#imlerde ;


6/150

GİRİŞ

"ir yılda 10000 ton 8til "en#en ürete)ek tesisi tasarlayıp karlılığını &e yatırımı kontroletmektir! ?n)elikle her bir prosesin (alıma koullarını &e &erimlerini in)eleye)ek daha sonrayatırımın kar oranına bakarak ürünümü#ü ihra( ede)ek yada (alımalarımı#ı eniletip 8til

ben#enden stiren &e daha sonra polistiren üretebile)eğimi# kompleks tesis yatırımına karar &ere)eği#!

1. ETİLBENZEN ÜRETİMİ

1.1 ETİLBENZEN ÖZELLİKLERİ

8til ben#en$ aromatik hidrokarbonlardan olan kimyasal oranik bir bileiktir! 8til ben#en$ sı&ı bir hidrokarbon olup$ etilen &e ben#enden üretilir! Kimyasal 'ormülü dur! Molekülağırlığı 10A!A Bmol$ yoğunluğu 0!@AC rB)mD>tür!8rime noktası -E5 F< &e kaynama noktası

1DA Fdir! eniletan$ etil ben#ol &e 8" olarak da adlandırılır! 8til ben#en$ renksi#$ yanı)ı &ekokusu ben#ine ben#eyen sı&ı oranik bir bileiktir! 8til ben#en$ doğal yollarla$ ben#in &ek%mür katranlarının i(inden bulunmutur! =atta$ mürekkep$ boya$ b%)ek ila)ı ibi maddelerinüretilmesi sırasında da etil ben#ene rastlanmıtır!

/enksi# bir sı&ı olup aromatik kokuya sahiptir!3lkol$ ben#en$ karbon tetraklorür &e eterde(%#ünür$ suda hemen hemen hi( (%#ünme#!Molekül 'ormülü


7/150

Özellikler Birim değeri

Molekül ğ!rl!ğ! 1"#$1# %&mol

Öz%ül ğ!rl!ğ! "$'#'( %&ml

K)*+)m) Nok,)-! 1#$/0

Do+m) Nok,)-! 2340

5i-kozi,e-i 6/""07 "$#(89

le:le+me Nok,)-!6K);)l! K);7 /'$30

Ke+diliği+de+ T


8/150

BENZENİN ÖZELLİKLERİ

B)z! Kri,ik Değerler

• "en#en kritik sı)aklık-2@EF


9/150

• "en#en kritik basın([email protected]

• 8tilen kritik sı)aklık-E!5FR>M>

.etrol ürünlerinin daha değerli ürünlere d%nütürüldüğü petrokimya sanayi$ eni bir katmadeğeri yüksek ürün yelpa#esine sahiptir! Oünümü#de$ petrokimya sanayinden elde edilenürünler$ yan sanayide eni %l(üde kullanılmaktadır! 7ağlık$ hijyen$ barınma &e ıda ibitemel insani ihtiya(larımı#ın karılanmasında %nemli rol oynayan bir alan olan petrokimyasanayi$ aynı #amanda yüksek teknoloji$ ulaım &e eğlen)e sekt%rleri ibi kritik alanlarda dauyulama alanı bulmutur! Yeni (e&relere uyum sağlamakta olan &e yeni #orluklara%ğüseren petrokimya endüstrisi etkileyi)i bir e(mie &e en a# onun kadar heye)an &eri)i

bir ele)eğe sahiptir! Oenel olarak$ petrokimya sanayinin ele)eği olduk(a po#iti' %rünmektedir! Oünümü#de petrol &eB&eya doğal a# (ıkıslı kimyasalların$ yani

petrokimyasalların kimya sanayi i(inde %nemli bir yeri &ardır! .etrokimya sanayi küreselolaylar$ ekonomik koullar &e b%lelerin pa#ardaki rolüne bağlı olarak inili-(ıkılı bir

büyüme &e karlılık d%nemsellik eğilimi %steren bir sekt%rdür! iyatların &e marjların arttığı#amanlarda üreti)i 'irmalar$ bir (oğu aynı #amana denk elen yeni yatırım projelerine ağırlık



10/150

&erdiklerinden$ piyasalar ar# 'a#lalığı olan yeni bir d%neme irer! 7ekt%rdeki bu (e&rimyıllardan beri de&am etmektedir!*arihsel olarak bakıldığında$ petrokimya sekt%ründekikonjonktürel dalalanmalarda iki tepenoktası arasındaki sürenin yaklaık A-@ yıl olduğu bir (e&rimde$ üreti)iler a(ısından iyi piyasakoullarının yaandığı d%nem enellikle 1@-24 aydır!akat bir sonraki konjonktüredalalanmada bu sürenin 10 yıl olarak er(eklemesi

beklenmektedir! 2005-0C d%nemindekarlılığın yüksek olması$ 200@>den itibaren rta,oğu>daki yeni yatırımların miktarına &e#amanlamasına bağlı olarak yeniden konjonktürelini eğilimine irmesi beklenmektedir &e bu ini eğiliminin ka( tane irketin nerede &e neoranda büyüye)eğine bağlı olarak 200E-2010 yıllarında da de&am ede)eği tahminedilmektedir!

,ünya etilen tüketiminin yaklaık P5@>i .8 üretiminde kullanılmaktadır! kin)i en büyük etilen tüketi)ileri 8 &e 8,< olup bunu sırasıyla 8"$ 3l'a le'inler &e diğerleri i#lemektedir!rtalama olarak dünya etilen talep büyümesi dünya O,.>sinin 1$5 katına eittir! ?nümü#deki

be yıllık d%nemde dünyada ekonomik büyümenin &e buna bağlı olarak etilen talebindeki büyümenin de yüksek olması beklenmektedir! ,ünya O,. &e etilen talebinin sırasıyla yıldaortalama P D$2 &e P 4$@ büyüye)eği tahmin edilmektedir!

,ünyadaki yıllara %re satı 'iyat aralığı

1.(.ETİLBENZEN ÜRETİM @ÖNTEMLERİ

"en#enin etilenle katalitik alkilasyonuyla$

ETİLBENZEN ÜRETİMİ SH


11/150

.etrol ra'inerileri &e petrokimya tesislerinde üretilen ksilen i(inden doğrudan

ayrılarak üretimi de mümkündür

S?5? AZ ÜRETİMİ

7ı&ı 'a# alüminyum klorür süre(leri 1ED0Qlardan beri etilben#en üretimine kaynak olmutur!"ir(ok irket bu teknolojinin &aryasyonları elitirdi! Ru anda kullanımda olan tesisler$ ,oS


12/150

/eaksiyon sı)aklığı enel olarak 1D0W< ile sınırlıdır+ daha yüksek bir sı)aklıkta hı#lı birekilde elen yan ürün oluumu ile sonu(lanan yüksek dere)ede asidik katali#%r kompleksitara'ından emilen ter)ihli siara aromatik &e polyalkyllben#enes$ bir katali#%r &e &erimli(alımayı de&re dıı bırakır! Yeterli basın( tepkime maddelerini sı&ı tutmak i(in muha'a#aedilir!

GZ AZ ÜRETİMİ

"uhar-'a# alkilasyon 1E40Qlardan beri uyulanmakta olan bir y%ntem olmasına rağmen$ o#amandan bu yana eleneksel y%ntemlerle pek yarıamadı! "or tri'lorürkatali#%r% dayalı U.tara'ından elitirilen 3lkar süre($ 1EA0Qlarda müte&a#ı bir baarı elde etti$ ama sisteme dahilolan suyun neden olduğu )iddi koro#yon kaynaklanan yüksek bakım maliyetleri lehine dütü!"ununla birlikte$ ba#ı etilben#en birimleri bu süre)i kullanmaya de&am ediyor!!

Mobil -baderetilben#en süre)i tanıtılan en yeni &e en baarılı buhar 'a#ı teknolojiyi temsil

eder! süre( MobilQin y%nlü H7M-5 #eolit katali#%rü etra'ında 1EC0Qlerde elitirilmitir! Heolit&eya ben#en alkilasyon i(in moleküler elekler kullanılarak daha erken iriimleri nedeniylekok oluumu &e k%tü transalkilasyon yetenekleri hı#lı katali#%r deakti&asyonunu %nlemedurumu &ardı! Mobil katali#%r uanda dünya da "ayport$ *eksas 'abrikasında 3merikan=oe)hst


13/150

MBİL BDGER 9RSESİ

7abit -Yatak H7M-5 katali#%rü$ diğer ilemlerde kullanılan enel alkilasyon kimyası ile aynıibi %#üksede+ reaksiyon mekani#ması 'arklıdır! 8tilen molekülleri etilen molekülü akti&eeder &e ben#en molekülleri ile bağ olumasına olanak sağlar katali#%r i(inde "ronstedasidiü#erineadsorbe edilir! "u nedenle$ Mobil tara'ından oluturulan yüksek alkillenmiaromatiksüre)iriedel


14/150

TÜRKİ@ECDE 5E DÜN@D ETİLEN 5E ETİL BENZEN ÜRETİMİ

Kalkınma bakanlığı E!Kalkınma planına %re *ürkiye>de9e,kim>in 3liağa>daki .etrokimyaKompleksindeki 8til ben#en üretimini in)eleye)ek olursak+

1EC0 yılında A0000 tonByıl ben#en üretim kapasitesiyle balamıtır!8konomik %mrü bitin)eMayıs 1EED>te kapanmıtır!Mart 2005>te 10000 tonByıl etil ben#en kapasiteyle üretiminede&am etmektedir !

,ünya standartlarında bir tesis yılda 1 Milyon ton )i&arında ben#en üretmektedir! 7on yıllardain$*ayland $Kore $Male#ya $8ndone#ya ibi U#ak doğu ülkelerinde 2000>li yılların baındayüksek kapasiteli modern tesislerin kurulmasıyla ,ünyadaki yıllık ben#en üretimi 2500000tonByıl ibi bir miktarı bulmutur!

"u &eriler eiğinde ülkemi#in düük maliyetli bir rekabete irme ansı hemen hemen yoktur!



15/150

9RSESİN K?Ş ŞEMS?

Be-leme :e Ç)l!=m) Ş)r,l)r!

.roses ü#erinde de %rüldüğü ibi uyun koullarda depolanan 8tilen bir kompres%ryardımıyla &e "en#en bir pompa yardımıyla reakt%re beslenmektedir! "en#en i(in uyunsı)aklık bir ısı değitiri)i &asıtasıyla sağlanmaktadır!.aket yatak reakt%rde H7M-5 katali#%r ileer(ekleen reaksiyonlar sonu)unda oluan ürünümü# 8til ben#en erekli soğutmanınyapılmasının ardından 7eperat%r ile a# 'a#ın ayrılması ile iki adet ayırma kolonu ile istenilensa'lıkta 8til "en#en üretilmi olup ürünler i(in de depolama birimleri kurulmu &e sistemdeki'a#la "en#en eri besleme yapılmıtır!

/. DE9LM 5E K?Ş ELEMNLR?

De;ol)m)

7anayide depolamada &e prosesin (eitli kademelerinde tank$ dram$ kolon ibi isimleraltında ba#ı )iha#lar kullanılmaktadır! =ani ama(la kullanılırsa kullanılsın$ bu ekipmanlarınkendilerine %#ü imalat y%ntemleri$ kuralları &e ü#erlerinde bulunması erekli olan ortaksistemler &ardır!Katılar$ sı&ılar &e a#ların depolanması atmos'erik kaplarda yapıldığı ibi

basın(lı kaplarda da yapılabilir! 3yrı)a sı)aklığın$ )isimlerin 'i#iksel %#elliklerinietkilemesinden de depolamada yararlanılır!



16/150

ok yüksek basın(lar altında depolanması ereken maddelerin$ %rneğin ha'i'hidrokarbonlarınL sı)aklığı düürülerek daha düük basın(larda depolanması mümkündür!"%yle)e hem depolama ha)mi kü(ültülür$ hem de yüksek basın)ı karılaya)ak mal#emesıkıntısından kurtulunur! =atta ba#ı hallerde sı)aklık düürülerek atmos'erik basın( artlarındadepolama koulu da sağlanabilir!

/.1. G)zl)r!+ De;ol)+m)-!

/.1.1S!:! ii+de zme

"a#ı a#lar sı&ılar i(in de depolanabilir! "%yle depolama a# miktarda a# erektiğinde a# basın)ının atmos'er basın)ına eit olduğu &eya bira# üstünde bulunduğu &e ıslak a#ınkullanımında bir sakın)a olmadığı hallerde uyulanır!

/.1./.B)-!+ l,!+d) De;ol)m)

Oa#lar basın( altında büyük dramlarda$ tanklarda$ kü(ük tanklarda &eya boru hatlarının i(indedepolanabilir! 3n)ak buralarda hep basın( altında bulunur!

/.1..Dü=ük S!8)kl!kl)rd) De;ol)m)

Oa#ların düük sı)aklıklarda sı&ılatırıldıktan sonra depolanması mümkündür! "uekilde büyük miktardaki kı#ların depolanması sağlanabilir!

/./.S!:!l)r!+ De;ol)+m)-!

7ı&ıların depolanması a#lardan (ok daha yayındır! ,epolanmanın mümkün olduğun)a#eminde yapılması &e büyük a&antajlar %rünmedik(e yüksek yerlere depo tankı konulmasıistenme#!3n)ak yüksek yerlere tank konulması ereken durumlarda &ardır!?rneğin tanklardan

büyük miktarlarda sı&ı (ıkıına ereksinim olduğunda sı&ıyı pompalaya)ak pompanın(alımasına yardım)ı olmak #orunluluğu doğar



17/150

/./.9M9

.M.3 68 R8 Y3/3/

3kıkanları yükseltmekte$ basmakta ya da sıkıtırmakta kullanılan ayıt! lk pompalar$

ranlılar &e /omalıların yükseğe su (ıkarmakta kullandıkları su (arklarıdır! ,aha sonra3r)himedes tara'ından elitirilen daha karmaık bir buru sistemi hZlini almıtır!Oenelolarak$ pompalar sı&ıların basın)ını &e toplam enerjisini arttırarak$ bir yerden diğer bir yerenakil imkanını sağlar!

Oenel olarak iki rupta toplanırG

1!.o#iti' yer değitirmeli pompalar G

aL .iston motorlu pompalar bL ,%ner pompalar )L .er&aneli pompa

2! ,inamik pompalar G

aL 7antri'üj pompalar bL .eri'erikpompalar )L8ksenel akı pompalar

/.. SNTRİAÜF 9M9

Kimya endüstrisinde kullanılan pompaların PE5>i bu sını'tandır! 7ı&ı pompa i(inealındığında kanat(ıklar sayesinde sı&ıya kinetik enerji trans'er olur! ,aha sonra kinetikenerjinin %nemli bir kısmı basın)a (e&rilir! 7antri'üjlü pompalar$ orta dere)eli basın(larda

yüksek akı hı#larına ihtiya( duyulduğunda kullanılırlar! ,aha yüksek basın(lara ulaılmakistenirse$ seri ekilde dü#enlenmi pompa dü#eneği kullanılır!

/.(. KM9RESÖR NEDİR NE İŞE @RR

"ir a# ya da buharın sıkıtırma yoluyla basın)ını artıran ayıttır .Oa# türbinlerinde &eha&alı (eki( ibi ha&ayla (alıan pn%matikL ara(larda$ kompres%r büyük %nem taır!Oa#larınsı&ılatırılması i(in$ (oğunlukla basın( erekli olduğundan kompres%rler kullanılır!Kompres%rler$ bata ha&a olmak ü#ere bir(ok a#ın sıkıtırılması ama)ıyla (ok (eitlialanlarda kullanılırlar!

/.4.K?S?LM 5NS?

Kısılma &anası basit bir akı kontrol mekani#masıdır! 7oğutkanın akıını kısarak$ basın)ınıdeğitirmektedir! Yoğuturu)udan elen yüksek basın( &e sı)aklıktaki aırı soğutulmu sı&ısoğutkanın$ basın)ını &e sı)aklığını düürerek buharlama basın)ına etirmek i(inkullanılmaktadır! 7oğutkanın bir kısmı buharlatırı)ıya irmeden$ kısılma &anası i(inde

buharlamaya balamaktadır! "ir diğer ile&i ise$ kompres%r durduğu #aman$ soğutmade&resindeki basın( 'arklılığını denelemektir! Kullanıla)ak kıl)al boruların boy &e (apıkompres%r per'ormansına %re belirlenmektedir!



18/150

De;ol)m) :e k!= Elem)+l)r! İle İl%ili e-);l)m)l)r

/.#.BENZEN DE9LM TNK DİZ@N?

"en#en depolama tankı aylık üretim miktarına %re tasarlana)aktır

Be+ze+i+ *!ll!k ,üke,im mik,)r!H m=7780 ton

y ı l

3ylık ben#en akı debisi + m=7780000 kg

y ı l ×

1 y ı l

330 gü n× 30g ü n

1ay =707273

kg

ay

3ylık ben#en ha)mi+V =m

ρ →V = 707273

876.5 kg

m ³

=807 m ³ay

3ylık @0Cm[>lük ha)me ihtiya)ımı# &ar! Oü&enlik payı eklediğimi#de @50m[>lük ha)me sahip

tanka ihtiya( &ar!

iteratürde yükseklik (apın 2!5 katıdır!

H =2.5× D

Vsil=( π × D2

4 )× H → 850=( π × D2

4 )×2.5× D

D=7.5m→ r=3.7m

H =2.5× D → H =2.5×7.5=19m

,epolama tankı i(in erekli )idar kalınlığı 7L aağıdaki 'ormülle hesaplanır!

S= P× Di

2× Z × f − P+c

7G)idar kalınlığı mL



19/150

.Ji( basın( 6B m2

L

,iGi( (ap mL

HGkayıp 'akt%rü

)Jkoro#yona dayanan ila&e kalınlık mL

'Gmal#emenin müsaade edilebilir emniyet erilimi 6B m2

L

Be+ze+ ,)+k! ii+ 8id)r Ie-)J!H

P=101325+(876.5×9.81×9.5)=183010.42 Pa

)J0 kabul ediyoru#!

HJ0$C

'J 1A5 N

mm2 \

106mm2

1m2 J 1A5\ 10

6 N

m2

S= 183010.42 Pa× 7.5m

2×0.7×165×106 Pa−183010.42

=6×10−3m

7] P × r

σ

.Gbasın(rGyarı(apı^Gkullanılan mal#emenin erme erilimi

0.006≥

(183010.42×3.7

235×106

)=3×10−3m

ki sonu( karılatırıldığında 7 değeri .rB^L değerinden büyük olduğundan dolayı )J0kabulünde bir hata yoktur!

7J A mm ,JC!5m =JE!5 m 2 tane dikey silindirik tank kullanılala)aktır !

/..E,ile+ De;ol)m) T)+k! T)-)r!m!

8tilen depolama tankı aylık üretim miktarına %re tasarlana)aktır! 8tilen 15 atm basın( &e25_< sı)aklıkta a# halde depolana)aktır!



20/150

E,ile+ Be-leme K);)-i,e-i

Yıllık etilen i(in+ 2880000 kg

y ı l ×

1 y ı l

330g ü n x 1 g ü n

24h =365

kmol

h

8tilenin aylık depolama kapasitesi+

m=2880000 kg y ı l

× 1 y ı l330 g ü n

× 30g ü n1ay

=262545.4 kgay

3ylık ha)im hesabı+

V =m

ρ →V =

262545.4

14.6 kg

m ³

=17982.5m ³

ay

"u ha)me sahip bir küresel tank kullanıla)aktır! 8mniyet payı dahilinde tank i(in erekli aylık ha)im 9J 1@000 m[ olarak alınmıtır!

18000=π ×4× r

3

3 → r=16.5m→ D=33m

"u (ap (ok büyük olduğundan uyun (aplarda D tankta depolama yapıla)aktır!

,J11m rJ5!5m


21/150

*üm mekanik enerji denkliği+

= g

gc× ( !2− !1)+

( P2− P1) ρ

−( " s− " D)

#1J1!2m #2J1!2m .2J 20 atm .1J 1 atm8sI8,J0!D5I0!D5J0!C bar

1 ¿̄

0.7 ×̄ 101325 Pa

¿¿

(20−1) ¿̄

876.5 kg

m ³

× 101325

1 −¿

=9.81

1 × (1.2−1.2)+¿

=2115.51 #

kg

.ompanın ü)ü+

P P= × m

ƞ → P P=

1

0.45×21.36

m ³

h ×

1h

3600 s ×876.5

kg

m ³ ×2115.51

#

kg

P P=24448

24448 × 1 HP

745.7 =32.8 HP

*ablo 5!E dan &erimi 10-100hp arasında olduğundan dolayı &erimi P@A aldık!8lektrik motor ü)ü hesabıG

P "= P P

ƞ "→ P "=

32.8 HP

0.86 =40 HP

*ablo 5!10 dan standart elektrik motor boyutları tablosundan 50 hp olarak kabul edildi!

/.3.KM9RESÖR TSR?M?

*/1J$ 1

$% J298

282.4 J1!05 ./J P1

P% =0.3

HJ0!E0*ablo 5!14L

Kompres%r iriinde a#ın spesi'ik ha)mi+



22/150

15 ¿̄=1.45 m3

kmol

V =Z 1 × & × $ 1

P1=V =

0.9×0.0814× '̄ m3

kmol'( × 298 (

¿

Oiri artlarında a#ın ha)imsel akı hı#ı

262545.4 m ³

ay ×

1ay

30g ü n ×

1g ü n

24h ×

1h

60 )k ×(3.28 ft 1m )

3

=214 ft ³

)k

*ablo 5!15 den J0!@25okunur!ƞ

ƞ *=(k −1)/k (n−1)/n=

(1.23−1) /1.230.825 =n−1n =0.227

Kompres%rde sıkıtırma ii+

=Z 1× & × $ 1

(n−1)/n ×[( P2 P1 )

(n−1)/n

−1]

=0.9×8314×298

0.227 ×[(20

15 )0.227

−1

]=648156

# kmol

Kompres%rden (ıkı sı)aklığı hesabı+

k −1k =

1.23−11.23

=0.187→ $ 2=0.187×648156

8314 + /kmol( +298=313 (

7oğutu)uya erek yoktur! *ek kademeli sıkıtırma yapmak yeterlidir!

ıkı artlarında sıkıtırılabilme 'akt%rü hesabı+

$ &2= 313 (

282.4 ( =1.11→ P &2=

20×101.325kPa

5.12×103

kPa=0.39

Z 1+Z 22 =

0.9+0.752

=0.825

% = ƞ , ×ƞ)i-li ×ƞr.lman ×ƞm/kanik = 648156 # /kmol0.825×0.98×0.95×0.95



23/150

1 kademeli kompres%r i(in sıkıtırma ii+

=888285 # kmol

Kompres%r ü)ünün hesabı+

P P=888282 #

kmol ×

1att

1# /s ×

13 kmol

h ×

1h

3600 s ×

1k

1000 =3.21 k

3210 × 1 HP

745.7 =4.3 HP

*ablo 5!E dan J0!@A olduğuna karar &erilir!ƞ

8lektrik motor ü)ü+

P "= P %P

ƞ → P "=

3210

0.86 ×

1 HP

745.7 =5 HP

*ablo 5!10 dan en yakın ü( değeri C =. lik kompres%r se(ilir!

/.1".E,il Be+ze+ De;ol)m) T)+k! ,)-)r!m!

8til"en#en> nin yıllık tüketim miktarı+

m=10346244 kg y ı l

× 1 y ı l330 g ü n

× 30 g ü n

1ay =940567

kgay

3ylık etilben#en akı debisi+

m=10346.244 ton y ı l

3ylık etilben#en ha)mi+

$V =

m

ρ →V =

940567

964 kg

m³

=975.69m ³

ay

3ylık EC5!AEm[>lük ha)me ihtiya)ımı# &ar! Oü&enlik payı eklediğimi#de 1000m[>lük ha)mesahip tanka ihtiya( &ar!iteratürde yükseklik (apın 2!5 katıdır!

ETİLBENZEN ÜRETİMİ SH 2;


24/150

H =2.5× D

Vsil=( π × D2

4 )× H →1000=( π × D2

4 )×2.5× D

D=8m →r=4 m

H =2.5× D → H =2.5×8=20m

,epolama tankı i(in erekli )idar kalınlığı 7L aağıdaki 'ormülle hesaplanır!

7J P × Di

2× Z × f − P I)

.Ji( basın( 6B m2

L

,iGi( (ap mLHGkayıp 'akt%rü)Jkoro#yona dayanan ila&e kalınlık mL

'Gmal#emenin müsaade edilebilir emniyet erilimi 6B m2

L

E,ilBe+ze+ ,)+k! ii+ 8id)r Ie-)J!

P=101325+(964 ×9.81×10 )=195893.4 Pa

)J 0 kabul yapılır!L

HJ 0!C

'J 1A5 `10A .a

S= 195893.4 Pa ×8m

2×0.7×165×106 Pa−195893.4

=6.8×10−3 m

7] P × r

σ

.Gbasın(rGyarı(apı^Gkullanılan mal#emenin erme erilimi

0.0068≥( 195893.4 ×4235×106 )=3.33×10−3

m

ki sonu( karılatırıldığında 7 değeri .rB^L değerinden büyük olduğundan dolayı )J0kabulünde bir hata yoktur!



25/150

S #$' mm D'm/ ,)+e dike* -ili+dirik ,)+k k


26/150

/.1/.DİETİLBENZEN 9M9 ESB?


=

g

gc × ( !2− !1)+

( P2− P1)

ρ −( " s− " D )

#1J0m #2J12m .2J 1 atm .1J 1 atm8sI8,J0!D5I0!D5J0!C bar

1 ¿̄

0.7 ×̄ 101325 Pa

¿¿

(1−1) ¿̄

964 kg

m ³

× 101325

1 −¿

=9.81

1 × (12−0 )+¿

=191.3 #

kg

P P= × m

ƞ → P P=

1

0.45×5.35

m ³

h ×

1 H

3600 s×964

kg

m ³ ×191.3

#

kg

P P=610

610 × 1 HP

745.7 =0.9 HP

8lektrik motor ü)ü hesabıG

P "= P P

ƞ "→ P "=

0.9 HP

0.86 =1.04 HP

*ablo 5!10 dan standart elektrik motor boyutları tablosundan 2 hp olarak kabul edildi!

/.1.Geri Be-leme 9om;) T)-)r!m!




27/150

= g

gc× ( !2− !1)+

( P2− P1) ρ

−( " s− " D )

#1JDm #2J12m .2J 1atm .1J 1 atm8sI8,J0!D5I0!D5J0!C bar

1 ¿̄

0.7 ×̄101325 Pa

¿¿

(1−1) ¿̄

876.5 kg

m³

× 101325

1 −¿

=9.81

1 × (12−3 )+¿

=163.21 #

kg

.ompanın ü)ü+

P P= × m

ƞ

→ P P= 1

0.45

×8.138m ³

h

× 1h

3600 s

×876.5 kg

m ³

×163.21 #

kg

P P=719

719 × 1 HP

745.7 =1 HP

8lektrik motor ü)ü hesabıG

P "= P P

ƞ "→ P "=

1 HP

0.86 =1.5 HP

*ablo 5!10 dan standart elektrik motor boyutları tablosundan D hp olarak kabul edildi!



28/150

. ETİL BENZEN ÜRETİMİ İÇİN REKTÖR ESB?

,olu yataklı reakt%r kullanılmaktadır! 20 atm basın( altında &e D@D;de (alıılmaktadır!/eakt%rümü#de katali#%r olarak H7M-5kullanılmaktadır !3dyabatik artlarda (alıılmakta$mil ii yoktur!



29/150

REKTÖR ES9LMLR?

1- ,%nüüme bağlı i'adelerin (ıkarılması2- "asın( düüü i'adelerinin (ıkarılmasıD- 8nerji balansı i(in i'adelerin (ıkarılması4- /eakt%rde beslenen a# karıımı miktarının hesaplanması5- /eaksiyon entalpisi &e reaktan-ürünlerin %#ül ısılarının belirlenmesiA- /eakt%re beslenen a# karıımının %#ellikleriC- .olymath proramına denklemlerin irii &e (ıkan sonu(lar @- /eakt%r (ıkı &erileri &e %l(ek oranda (i#ilmesi

.12DÖNÜŞÜME BL? İADELERİN Ç?KR?LMS?H

3

L-3

IcLI-r 3

QLJ0

=er iki tara'ın >ye b%lünmesiyle &e 0 i(in limit alınmasıyla paket yataklı birreakt%rün mol balansının di'eransiyel 'ormu elde edilir!

)0,

) J r , 1



30/150

3J30-30 daJ30`d

)2

) =−r , 0 ,

0


31/150


32/150

%% =%$6 0%

0$

P

P0

$ 0

$

%D=%$6 0D

0$

P

P0

$ 0

$

*J3I"I


33/150

)P)< J

− ;0 , k (1−∅ ) ρc

P0

P

$

$ 0

OJmtopB3k

ρ JOiriteki karıımın yoğunluğu

9 JOiriteki karıımın &isko#itesi

∅ J"oluk kesri

, k J Kesit alanı

ρ5=¿ Katali#%rün sa' bulk yoğunluğu

ρc J Katı katali#%r tane)iklerin yoğunluğu

ρ5= ρc (1−∅ )

.4. ENERFİ BLNS? İÇİN İADELERİN Ç?KR?LMS?3dyabatik artlarda J0

J0 olan= ha)mine %re mol denkliği ya#ılır!

> 0 i H i∨ 0 i H i∨ ye %re türe&i alındıL!



34/150

,olu Yataktan 3kı+

ϑ i H i −r , L f 0 i c *i

)$

)< J 0

)$ )< J

= H $ (−r,) > 0 i c *i

.#.REKTÖRE BESLENEN GZ KR?Ş?M? MİKTR?N?N ES9LNMS?

*emel J 10000 tonByıl etilben#en üretimi

<A=

AI <

2=

4 <

A=

5 <

2=

5D@D 0< &e 20 atm de &e H7M-5 katali#%r eliğinde er(eklemektedir!L

10000ton /til5/n!/n

yıl x

1 yıl

330gün x 1gün

24h x

1h

3600 s x 1000kg

1 ton x

1 kmol/til5/n!/n

106.17 kg J1D

kmol

h

1Dkmol

h /til/n

104kmol

h ben#en 1>e @ kuralı olduğu i(inL

maJ 1D kmolLBh1 hLBDA00 sL2@!05 kLB1 kmolLJ 0!101 kBs


383 ; 2;0)


35/150

)Q 1;4 )("FJ1 JF36;; *F8.11 F1 )("FQ 2.27 *

mtJmaImbJ2!D5@ kBs

..REKSİ@N ENTL9İSİ 5E REKTN2ÜRÜNLERİN ÖZGÜL ?S?LR?N?NBELİRLENMESİ


36/150

n ben#enJ -0!151L I 2!5C0A`10-1L`A5A I -@!ECEC`10-5L`A5AL2

J1!A4A`10-5 kBm`s

.3.9L@MT 9RGRM?N DENKLEMLERİN GİRİŞİ 5E Ç?KN SN>ÇLR

Diferentialequations

1 FF Q >#1F 5;

2

TFF Q >#1FF >D#2F >D&0; A 1 > WF #(FF P; PF T T;F

4 5FF Q >#2

7 5FF Q >#1 #2

6 5FF Q #1

5FF Q #1 #2

Explicitequations

1 R Q 8.314

2 & Q >1.72;2 1;F X 2FF 2.1828 X >3.933 1; X 3F R TFFFF

3 # Q ;.69 1; X F 2.1828 X >6.344 1; X 4F R TFFF

4 50 Q 5 5 5 5

7 W Q ;.4

6 #(! Q 24.7472

VIS Q 1.887 1; X >7

8 ' Q ;.;;2

9 #( Q 2;;;

1; D Q ;.;889

11 A Q 3.14DX2FF4

12 G Q 2.378 A

13 &0; Q G 1 > WF #(! ' W X 3F F 17; 1 > WF VISF 'F 1.7 GFF

14 T Q 298

17 ' Q >31.66F 1.3;F TF ;.;;36F T X 2F ;.;;;;4F T X 3F

16 ' Q 14;.66 ;.22F TF >;.;;19F T X 2F ;.;;;;3F T X 3F

1 ' Q ;.92 ;.8;4F TF >;.;;21F T X 2F ;.;;;;7F T X 3F

18 ' Q 183.3 ;.169F TF ;.;;;7F T X 2F

19 D99.42F ' > ' > 'F T > 298FF

2; D1;1.97F ' > ' > 'F T > 298FF21 #( Q #( 1 > WF



37/150

22 P; Q 2;267;;

23 T; Q 676

24 50; Q 11

27 5; Q 13

26 5; Q 1;4

2 0; Q ;.3228 #1 Q ># 0; 5 50FFFFF 1 & 0; 5 50FFFF T; TF P P;F

29#2 Q >2.8 1; X 2F 1.1828 X >2.;3; 1; X 4F R TFFF 0; 5 50FF 0; 5 50FF T; TF P P;F

3; D&)&0 Q D 27; ;.319F X 1 2.1FF 1.2

31 V Q 3.14 D&)&0 X 2F 4F

32 0(' Q 27;

33 J,) Q 0(' 2;

Calculatedvalues o DEQ variables

Variable

Initialvalue

Minimalvalue

Maximalvalue

Finalvalue

1 A ;.;;62;4 ;.;;62;4 ;.;;62;4 ;.;;62;4

2 &0; 6.224E;4 6.224E;4 6.224E;4 6.224E;4

3 ' 1.381E;4 1.381E;4 2.127E;4 2.127E;4

4 ' 1.366E;4 1.366E;4 2.;44E;4 2.;44E;4

7 ' 7;9.4;2 7;9.4;2 798.328 798.328

6 ' 8267.2 8267.2 1.266E;4 1.266E;4

0; ;.32 ;.32 ;.32 ;.32

8 D ;.;889 ;.;889 ;.;889 ;.;889

9 D&)&0 2.748293 2.748293 2.748293 2.748293

1;

D9.673E;6 >1.89E; >9.673E;6 >1.89E;

11

D2.16E;6 >4.227E;6 >2.16E;6>4.227E;6

12

' ;.;;2 ;.;;2 ;.;;2 ;.;;2

13

5 13. ;.26;782 13. ;.26;782

14

5; 13. 13. 13. 13.

17

5 1;4. 91.42498 1;4. 91.42498

16

5; 1;4. 1;4. 1;4. 1;4.

1

5 ; ; 12.41;62 12.41;62



38/150

18

5 ; ; ;.1644;1 ;.1644;1

19

W ;.4 ;.4 ;.4 ;.4

2

; 50 11. 1;4.2616 11. 1;4.2616

21

50; 11. 11. 11. 11.

22

G 38;.;62 38;.;62 38;.;62 38;.;62

23 & 112.3627 112.3627 123.81;1 123.81;1

24

# 61.26298 61.26298 292.9811 292.9811

2

7 P 2.;2E;6 1.;2E;6 2.;2E;6 1.;2E;626

P; 2.;2E;6 2.;2E;6 2.;2E;6 2.;2E;6

2

R 8.314 8.314 8.314 8.314

28

#1 >2.7322;3 >2.7322;3 >;.;3;68 >;.;3;68

29

#2 ; >;.;;99;4 ; >;.;;;8274

3

;#( 12;;. 12;;. 12;;. 12;;.

31

#( 2;;;. 2;;;. 2;;;. 2;;;.

32

#(! 24.7472 24.7472 24.7472 24.7472

33

T 676. 676. 7.98 7.98

34 T; 676. 676. 676. 676.

3

7

T 298. 298. 298. 298.

36

V 37.68341 37.68341 37.68341 37.68341

3

VIS 1.887E>;7 1.887E>;7 1.887E>;7 1.887E>;7

38

; ; 32. 32.

39

J,) ; ; 11.;9983 11.;9983

4

;

0(' ; ; 991.86 991.86

4 ; ; ;.963;92 ;.963;92



39/150

1



40/150



41/150



42/150



43/150

.1".REKTÖR Ç?K?Ş 5ERİLERİ 5E ÖLÇEK RND ÇİZİLMESİ

* J 4@40<

. J 1A!@atm 3 J 0!2A kmolBh 8*86L " J E1!42 kmolBh "86H86L < J 12!41 kmolBh 8*"86H86L , J 0!1A kmolBh ,8*"86H86L

J CEE0 k katali#%r ağırlığL

J 11 mD katali#%r ha)miL

9 J D5 mDreakt%r ha)miL

Yıllık beslenen etilen miktarı J 2@@@ tonYıllık beslenen ben#en miktarı J CC@0 tonYıllık etilben#en üretimi J 10000 ton

D in( lik 250 tane C m lik (elik boru kullanıldı!

/eakt%r (apı J 2!5 m



44/150

/eakt%r boyu J C m

)


2.7)


45/150

(. ?S? DEİŞTİRİİLER TSR?M?

Kaynar su &eya buhardan 'aydalanılarak ısıtma ama(lı &eya (eitli ilemlerdekullanılmak ama)ıyla sı)ak suyun elde edildiği )iha#lara ısı değitiri)i tah&il )iha#ı$

eanj%rL denir! 7ı)aklığı 'a#la olan bir akıkan ile daha a# ısıda olan bir akıkanın ısı

alı&erii prensibine %re (alıır!

Oeni alana yayılmı binaların bir noktadan ısıtılmasında sı)ak su kullanıldığında

borulardan %nemli %l(üde ısı kaybı meydana elir$ buhar &eya kaynar su kullanılmasında

ise ısıtı)ı yü#eylerin (ok sı)ak olması ibi mahsurlar ortaya (ıkar! "u mahsurları ortadan

kaldırmak i(in ısı değitiri)iler kullanılır! *abi bu arada yayın bina ısıtmasında olua)ak

kayıplarında %nüne e(mek suretiyle ekonomi sağlanır! Vsı değitiri)iler+ borulu &eya

plakalı olmak ü#ere iki 'arklı tipte üretilir!

(.1 Bor


46/150

"orulu ısı değitiri)ileri$ esas olarak borulardan yapılır! "ir akıkan borunun

i(erisinden akarken$ diğer akıkan borunun dıarısından akar! "oru (apı$ boru

sayısı$ boru u#unluğu$ boru adımı &e boru dü#enlemesi değitirilebilir!

"u nedenle borulu ısı değitiri)ilerin di#aynlarında olduk(a esneklik &ardır! "orulu

ısı değitiri)ileri+ (i't borulu$ %&de borulu &e spiral borulu ısı değitiri)ilerden

olumaktadır!

(.1.1 G:de Borı %&de borulu ısı değitiri)idir!O%&de borulu ısı

değitiri)i$ boru ekseni %&denin eksenine paralel ola)ak ekilde büyük silindirik %&de

i(ine yerletirilen birbirine paralel yu&arlak borulardan yapılır! 3kıkanlardan birisi

boruların i(inden$ diğer akıkan ise %&de tara'ında borulara paralel &eya (apra# olarak

akar!

*emel elemanları+ borular &eya boru demetiL$ %&de$ iki bataki ka'alar$ boruların tespit

edildiği %n &e arka ayna ile %&de i(indeki akıı y%nlendiren &e borulara destek olabilen

aırtma le&haları &e destek (ubuklarıdır! Vsıl %re&$ basın( düümü$ basın( se&iyesi$

kirlenme$ imalat y%ntemi &e maliyeti$ koro#yon &e temi#leme problemlerine bağlı olarak

(eitli %&de tara'ı &e boru tara'ı akı dü#enlemeleri kullanılır!

Özellikleri

• Maksimum basın(G O%&de tara'ında D50 bar mutlakL$ boru tara'ında 1400 bar

mutlakL!• 7ı)aklık aralığıG -200 F


47/150

• .iyasadan (ok kolay bir ekilde bulunabilir! "u ısı değitiri)ilerini sağlayan 'irma

sayısı olduk(a 'a#ladır!• oklu üniteleri yapmak kolaydır!• "ir(ok metal ile imal edilebildiğinden akıkan sınırlaması (ok a#dır!

(.1./ Düz 6Çi,7 Bor


48/150

7oğutma sistemlerinde kullanılan kondanserler &e e eksenli e&aporat%rler olarak

di#ayn edilirler!

:)+,)Ql)r!

"asit &e u)u# bir ekilde elde edilebilir!

Vsıl enilemenin oluturduğu erilme problemleri yoktur!

7piral borunun dı yü#eyi &e depo kolaylıkla mekanik olarak temi#lenebilir!

(./ 9l)k)l! ?-! Deği=,iri8iler

.lakalı ısı değitiri)i &eya eanj%rü$ iki akıkan arasında ısı trans'er etmek i(in metal

ü#erinde değiik ekilde kı&rımlar bulunan plakalar kullanılan bir ısı eanj%rü tipidir! "u

%#ellik$ yani ısı trans'eri i(in kı&rımlı plaka kullanımı$ ısı trans'er katsayısını arttırmakta &e

kon&ansiyonel boru %&de tipi eanj%rlerle kıyaslandığından 1BD f 1B4 oranında ısı trans'er

yü#eyi ile aynı miktarda ısıyı trans'er edebilmektedir!

(./.1 T)-)r!m Özellikleri

"ir ısı eanj%rünün tasarımındaki enel düün)e$ soğuk &eya sı)ak bir sı&ıdan bir diğerine

ısı trans'eri i(in borular &eya diğer ben#er kaplar kullanılmasıdır! Oenelde$ eanj%r bir sı&ının

diğeri i(inde dolamasını sağlayan bobin eklinde borular &e diğer sı&ıyı i(eren boruların

i(inde dolatığı kapalı b%lmeden oluur! "oru du&arları enelde metalden yapılır &eya düük

%#ül ısı kapasitesi olan baka bir maddeden düük %#ül ısı kapasitesine sahip maddenin a#

enerji ile sı)aklığı (abuk bir ekilde artar!L dı tara'taki kapalı b%lme ise ısıyı eanj%rden

dıarı &ermeye)ek plastik &eya yüksek ısı kapasiteli baka bir mal#emeden yapılır!

.lakalı ısı eanj%rü$ bu basit di#aynın$ ısı trans'er hı#ını arttırmak i(in elitirilmi halidir!

Kapalı b%lme boyun)a dolaan boruların yerine iki b%lme &ardır! Oenelde derinlikleri a#dır!=er bir b%lme$ sı&ının ha)minin plaka ile temasına yardım)ı ola)ak ekilde in)eltilmitir!

Oeni yü#eye sahip metal bir plaka ile ayrılmıtır! .laka en hı#lı trans'erin mümkün olmasına

i#in &ere)ek ekilde büyük bir yü#ey alanına sahip bir ekilde yapılmıtır!



49/150

(. ?-! Deği=,iri8ileri+de k!= Düze+lemeleri

(indeki akıkanların akılarının %#ellikleri sı)aklık 'arkına$ ısı değitiri)isi etkenliğine &e

ısı erilmelere (ok etki eder! .rensip olarak bu akıkanlar paralel$ ters &e (apra# olmak ü#ere

ü( ekildedir!

(..1 9)r)lel k!ml! ?-! Deği=,iri8ileri

"u dü#enlemede ısı değitiri)i i(indeki ısıtı)ı akıkan ile ısıtıla)ak akıkan$ değitiri)ininaynı u)undan irip$ birbirlerine paralel olarak akarlar &e değitiri)ilerinin diğer u)undan

(ıkarlar! "u tür ısı değitiri)ilerde kü(ük (aplı bir boru ile bunun dıında aynı eksenli ikin)i

bir boru &ardır! "irin)i akıkan i(teki boru i(inden akarken$ ikin)i akıkan iki boru

arasındaki dairesel halkalardan akar!

(../ Ter- k!ml! ?-! Deği=,iri8ileri

"u tipte akıkanlar ısı değitiri)ileri i(erisinde birbirine %re eksensel olarak paralel$ 'akat #ıt

y%nlü olarak akar! 3kıkanların ısıl kapasitelerine &e 'a# durumlarına %re$ ısı değitiri)i

boyun)a sı)aklığındaki değiim in)elendiğinde ters akımlı ısı değitiri)ilerde etkenlik

diğerlerinden daha 'a#la olduğu i(in ter)ih edilir! akat ısı e(ii olan mal#eme sı)aklığının

değitiri)i boyun)a 'a#la değimesi$ bunun sonu)un)a ısıl erilmelerin artarak imalattaki

konstrüksiyon bo#ulmaları nedeniyle bu dü#enleme ba#en ter)ih edilmeyebilir!

(.. Ç);r)z k!ml! ?-! Deği=,iri8ileri

Vsı değitiri)i i(indeki akıkanlar birbirine %re dik olarak akar! "u ısı değitiri)ilerinin ısı

etkenliği$ paralel akımlılardan daha iyi$ ters akımlılardan k%tüdür! malat kolaylığı

bakımından kompakt ısı değitiri)ilerden büyük (oğunluğu (apra# akımlı olarak üretilir!



50/150

(.( ?S? DEİŞTİRİİ SEÇERKEN DİKKTE L?NMS? GEREKEN AKTÖRLER

(.(.1 Ko+-,rük-i*o+ M)lzemeleri

Vsı değitiri)i i(in mal#eme$ ekonomi &e per'ormansın birlikte en iyi olması temeline bağlı

olarak se(ilir! rijinal )iha# maliyeti$ )iha#ın beklenen %mrü &e bakım maliyetlerine karın

denelenmelidir!

(.(./ B)-!+ :e S!8)kl!k

"orusal ısı değitiri)ileri$ pratikte kullanılan hemen hemen her basın( &e sı)aklığa %re di#ayn

edilirler! 8kstrem durumlarda$ mal#eme kalınlığı ile ilikili imalat problemleri &e bitmi

ünitenin ağırlığı bakımından sınırlamalar olabilir!

oğu ısı değitiri)i tipleri sade)e düük basın(larda kullanılabilir &e basın)ın (ok yüksek

olduğu %#el uyulamalarda bu tipler hemen se(imin dıına atılabilir! ,aha yüksek basın( &e

sı)aklıklarda ise %&de borulu ısı değitiri)i$ kaynaklı plakalı ısı değitiri)i &e (i't borulu ısıdeğitiri)i arasından ter)ih yapılmalıdır! Kü(ük kapasiteli$ yüksek-basın(lı uyulamalar i(in

%#ellikle (i't-borulu ısı değitiri)i uyun olabilir!

(.(. 9erorm)+- 9)r)me,releri

.er'ormans parametreleri+ akıkan iri &e (ıkı sı)aklıkları$ debiler &e basın( düümü ibi

parametrelerden olumaktadır! ,eğitirile)ek ısı miktarı$ akıkan iri &e (ıkı sı)aklıkları &emüsaade edilen basın( düümü &eya pompa ü)üL (oğunlukla enel proses

optimi#asyonunun sonu)u olarak belirlenir! 7e(ilen her hani bir ısı değitiri)i bu

ereksinimleri karılama kapasitesinde olmalıdır!

(.(.( ?-!l >z


51/150


52/150

(.(.' ?-! Deği=,iri8i+i+ Bo*


53/150

• Kirli akıkan boru tara'ına konur (ünkü temi#lenmeleri daha kolaydır!• Yüksek basın(lı akıkan boru tara'ına konulur!• 8ğer %&deden akan akıkan su ise hı#ı 1$5 f 2$5 arasında olmalıdır!

(.(.1/ Biriki+,i Ç)r;)+!

Yü#eyde biriken madde tüm ısı aktarım katsayısını düüre)eğinden$ bu değerlerinde

tasarım yapılırken dikkate alınması erekir! "u nedenle etkinlikteki a#almayı karılamak

i(in$ ısı değitiri)i daha büyük boyutlandırılır!

(.(.1 Diz)*+ @);)rke+ B)-!+ Dü=ü=ü Değerleri+e Nede+ İI,i*)8!m!z l


54/150

7ı)aklık &e basın)ın eni bir aralığı i(in di#ayn edilebilirler!

Yapılanması kü(ük bir ha)imde büyük yü#ey alanı &erir!

arklı mal#emelerden kolaylıkla yapılabilirler!

*amir &e bakımı 'a#la u#manlık erektirme#!

Yapım &e di#aynı ile ilili yeterin)e te)rübe &ardır!

(. ?-! Deği=,iri8i T)-)r!m!+d) K)J


55/150

Vsı değitiri)imi#de sı&ı 'a#dan a# 'a#a$ 'a# değiimi olduğu i(in ısı değitiri)i D par(aya

ayrılır!

1! Vsıtı)ı2! "uharlatırı)ıD! Vsıtı)ı

1.?S?T??

D?M 1"en#enin 20 atm deki kaynama noktasını bulabilmek i(in )lasious- )alpeyron eitliğinikullanırı#!

ln .B. LJ ? H 5.h

& ` 1

$ 1−

1

$ 2 ¿

"en#en i(in+ [=buhJ D0C@1 jBmol *1J@0!1F< 1 atm deki kaynama noktasıL

ln 20B1 LJ 307818,314 ` 1353,25− 1$ 2 ¿

*2J 221$4@ F< 20 atm>de ben#enin kaynama noktasıL



56/150


57/150

D?M /

D?M

*üm ısı aktarım katsayısını 550 kabul edelim+

Vsı aktarım katsayısı UJ 500-C50 Bm2K arasında olmalıdır! ünkü sı)ak akıkan su buharı &e

soğuk akıkan ha'i' oranik i(in en uyun aralık bu ekildedir! "i# 550 Bm 2K değeriyle

ilemlerimi#e de&am ediyoru#!


AİZİKSEL ÖZELLİK TBLS>

Be+ze+ ii+ zellik ,)Jlo-<

Giri=S!8)kl!ğ!

r,)l)m)S!8)kl!k

Ç!k!=S!8)kl!ğ!

Birim

S!8)kl!k 2E@ DEA$DE 4E4$4@ K Öz%ül ?-! 1$CA 2$01 2$4@ KjBKK

?-!lİle,ke+lik

0$145A 0$114 0$0CCA BMk

@oğ


58/150

D?M (

?S? DEİŞTİRİİ ÇEŞİDİ 5E B@>TLR?

[*ln J@$ 1−@ $ 2

ln $ 1$ 2

J(300−221,48 )−(256−25)

ln(300−221,48)(256−25)

[*ln J 141$D F<

/ J$ 1giri -−$ 1Aıkı-$ 2Aıkı-−$ 2 giri- J

(300−256)(221,48−25) J 0$22

7 J$ 2Aıkı- B $ 2giri -

$ 1giri -−$ 2giri- J(221,48−25)

(300−25) J 0$C1

"ir )eket e(ili &e iki boru e(ili ısı değitiri)ileri i(in sı)aklık dü#eltme (arpanı ra'ikten+

tJ0!E2 okunur! t değeri ile tasarım i(in yeterli duyarlılığa sahip doğru sı)aklık 'arkını

&ere)ektir!

6* G t sı)aklık dü#eltme (arpanı 0$C5 in altına düerse ekonomik ısı değitiri)i tasarımı

yapılama#!



59/150

[*mson J [*milk ` t J141$5D`0$E2J12E$EEA F<

D?M 4

?S? KTR?M LN?

3 JC

∗@ $ m J888,58

550∗141,3 J11$4D m2

D?M #

@ERLEŞİM 5E BR> BÜ@ÜKLÜÜ

9erimliliği &e temi#leme kolaylığı i(in dıtan sı#dırma# halkalı oynar balıklı değitiri)iyi

kullanırı#!

3kıkanlardan ikisi de aındırı)ı olmadığı &e (alıma basın)ının yüksek olmaması sebebiyle

normal karbon (eliği )eket &e borular i(in kullanabiliri#! 7u ben#enden daha kirleti)i

olduğundan su borudan akarken$ ben#ende %&deden aka)aktır!

• "/U ":Y:K:K8/+

"oru dı (apı d0J24 mm "oru i( (apı di(J24`DB4J1@ mmKomu iki boru merke# arası u#aklık.tJ1!25`d0.tJ D0 mm bulunur!"oru u#unluğu 2$5 m se(ilir!

D?M

BR> S@?S?

"ir borunun yü#ey alanı J `d0`

3 J `24g10-DL`2$5 3J 0$1@@ m2

"oru sayısı J Es ı aktar ı malan ı4or.yü !/yalanı J

11,43

0,188 J A0



60/150

ki e(ili boru kullandığımı#dan dolayı her bir e(iteki boru sayısı60

2 J D0

"u sayının uyun olup olmadığını bulmak i(in boru tara'ındaki hı# Ut bulunur!

"ir borunun kesit alanı Jπ ∗ D2

4 Jπ ∗(18∗10−3)

4 J 2$54g10-4 m2

=er bir e(i i(in toplam kesit alanı J D0` 2$54g10-4L J C$A2g10-D m2

=a)imsel akı hı#ı J 10 ` 1B C2E L J 0$014 mDBs

"oru tara'ı hı#ı$ Ut J0,014

7,62∗10−3 J 1$@D mBs

6otG boru tara'ı su i(in tarsımhı#ları + 1$5 ile 2$5 mBs arası olmalıdır! "i#im bulduğumu# 1$@D

mBs bu arta uymaktadır!

D?M '

DEMET 5E GÖ5DE Ç9LR?

ki boru e(ii i(in ü(en di#ili L tasarım kitabından

Oe(i sayısı 2 boru e(ili

K 1 J 0$24E

n1 J 2$20C

,emet apı , b J d0 ` N t

( 1¿

1

n1

, b J 24L `

30

0,249 ¿

1

2,207

, b J 210$4mm

,ıtan sı#dırma# halkalı oynar balıklı değitiri)i i(in tasarım kitabı ekil 12-12>den )eket &e

demet arası boluk 52 mm bulunur! #aman %&de (apımı#+

,s J 210$4I52 J 2A2$4 mm bulunur!

D?M 3

BR> TRA? ?S? KTR?M KTS@?S?

7u i(in+ 8ale &e erusonkorelasyonlarına %re+



61/150

) i ¿0,2

¿

hi= 4200 x (1,35+0,02$ ) x t

0,8

¿

18 ¿0,2

¿

hi= 4200 x (1,35+0,02 x (278)) x1,830,8

¿

hi=¿ 54522 Bm2F< olarak bulunur!

hi=¿ 7u i(in boru i(indeki 'ilm &e dolanım katsayısı

* J 7u sı)aklığı F


62/150

.rJ%*∗F

k J2,01 x10

−3∗2,12 x 10−4

0,114 .r J D$C4

P25 kesmeye sahip par(alı aırtma kullanırı#! "u (ok büyük basın( düüüne neden

olmaksı#ın uyun ısı aktarımı &ere)ektir! Rekil 12!2E dan n J Dg10-D ısı aktarım katsayısıL

bulunur!

hsJ k f

)/ L`n`/e`.r 0$DD

hsJ0,114

17,04 x 10−3 `Dg10-D`4D0@C$A`D$C4L0$DD

hs J 1DDA$4A Bm2K

D?M 11

TÜM ?S? KTR?M KTS@?S?

1

0 J1

hi I 0$000D5L)0)i I

)0∗ln)0

) i

2k

I1

hs I 0$0002

1

0 J1

54522 I 0$000D5L24

18 I24 x 10

−3∗ln 24

18

2 x50I

1

1336,46 I 0$0002

U0 J AAD$1 Bm2 F<

D?M 1/

BS?NÇ DÜŞÜŞÜ

"oru tara'ı i(in+

/e J) i xVxg

G \ 18 x10

−3mx1,83 x729

1,94 x 10−4 \ 12DCCE$C

/e J 12DCCE$C ;e %re+ Rekil 12$24>den



63/150

' J 2$@ g 10−3

okunur 6p J 2 e(ili old! i(in

Pt J 6p @ g ' 7) i L I 2$5 g g

t 2

2

Pt J 6p @ g 2$@ g 10−3

2,5

18 x10−3 L I 2$5 g C2E g

1,832

2 \1DAE@$AC6Bm2\

1$D bar

D?M 1

5İSKZİTE ÇR9N?

( G / G


64/150

"u ısı değitiri)imi#de 'a# değiimi ola)ağından dolayı ben#enin kaynama noktasından

(iğlenme noktasına kadar tasarımımı#ı er(ekletiriri#!

D?M 1

*ort J221,48+251

2 J 2DA$24 F< J 50E$24 K ben#en i(inL

50E K de handbookdan hesapladığımı#


65/150



Giri=S!8)kl!ğ!

r,)l)m)S!8)kl!k

Ç!k!=S!8)kl!ğ!

Birim

S!8)kl!k 4E4$4@ 50E$24 524 K Öz%ül ?-! 1$C5E 1$CA5 1$CC2 KjBKK

?-!lİle,ke+lik

0$02@D 0$02@5 0$02@@ BMk

@oğ


66/150

[*ln J

△$ 1−△$ 2

ln $ 1$ 2

J

(300−251)−(294,13−221,48)

ln (300−251)(294,13−221,48)

[*ln J A0$05 F<

/ J$ 1giri -−$ 1Aıkı-$ 2Aıkı-−$ 2 giri- J

(300−294,13)(251−221,48) J 0$2

7 J

$ 2Aıkı- B $ 2giri -

$ 1giri -−$ 2giri- J

(251−221,48)

(300−221,48 ) J 0$DC

"ir )eket e(ili &e iki boru e(ili ısı değitiri)ileri i(in sı)aklık dü#eltme (arpanı

ra'iğinden+ J 0$E@ okunur! t değeri ile tasarım i(in yeterli duyarlılığa sahip doğru sı)aklık

'arkını &ere)ektir!


yapılama#!

[*mson J [*milk ` t J A0$05` 0$E@ J 5@$@4 F<

D?M 4

?S? KTR?M LN?

3 JC

∗△$ m J58,61 x10

3

300∗58,84 J D$D2 m2

D?M #@ERLEŞİM 5E BR> BÜ@ÜKLÜÜ



67/150


kullanırı#!3kıkanlardan ikisi de aındırı)ı olmadığı &e (alıma basın)ının yüksek olmaması

sebebiyle normal karbon (eliği )eket &e borular i(in kullanabiliri#! 7u ben#enden daha

kirleti)i olduğundan su borudan akarken$ ben#ende %&deden aka)aktır!

"oru "üyüklükleriG

"oru dı (apı d0J 1A mm

di(J24gDB4 J 12 mm

Komu iki boru merke# arası u#aklık$ .tJ 1$25gd0\.tJ 20 mm bulunur!

"oru u#unluğu 1$5 m se(ilir!

D?M

BR> S@?S?


ddıJ1A mm di(J12 mm J1$5 m

3 J ` 12g10-DL`1$5

3 J 0$055 m2

"oru sayısı J Es ı aktar ı malan ı4or.yü !/yalanı J

3,32

0,055 J AA


2 J DD



4 Jπ ∗(12∗10−3)

4 J 1$1Dg10-4 m2

=er bir e(i i(in toplam kesit alanı J DD` 1$1Dg10-4L J D$C2Eg10-D m2

=a)imsel akı hı#ı J 5 ` 1B AE@$D L J C$1Ag10-D mDBs

"oru tara'ı hı#ı$ Ut J7,16∗10−3

3,729∗10−3 J 1$E2 mBs



68/150

6otG boru tara'ı su i(in tarsımhı#ları + 1$5 ile 2$5 mBs arası olmalıdır! "i#im bulduğumu# 1$E2mBs bu arta uymaktadır!

D?M '




K 1 J 0$24E

n1 J 2$20C

,emet apı , b J d0 ` N t

( 1¿

1

n1

, b J 1AL `66

0,249¿

1

2,207

, b J 2D@$1mm

,ıtan sı#dırma# halkalı oynar balıklı değitiri)i i(in tasarım kitabı ekil 12-12>den )eket &edemet arası boluk 52 mm bulunur! #aman %&de (apımı#+

,s J 2D@$1I52 J 2E0$1 mm bulunur!

D?M 3



) i ¿0,2

¿

hi= 4200 x (1,35+0,02$ ) x t

0,8

¿

12¿0,2

¿

hi=4200 x (1,35+0,02 x (300)) x1,920,8

¿



69/150

hi=¿ D1@1E$C Bm2F< olarak bulunur!




70/150

6r J D 5

Pt J

290

30 J 10

6r merke#deki boru sayısı 6r J

2

3 g 10

6r J C

h)L b J 0$E5 g k g ρ

7x ( ρ 7− ρV ) xg

F 7 x5or.yü k üL1BD g 6r -1BAL

h)L b J 0$E5 g 0$0D22 g 537

x (537−8,26) x9,81

1,34 x 10−5

x 0,023 L1BD g C-1BAL

h)L b J 4A0$C Bm2 F<

D?M 11


1

J1

hc I1

kir A ar*anı I)) ı- xln(

)) ı-

) i A)

2 x k < I

)) ı-) i A g

1

kir A ar*an ı I)) ı-

) i A

g1

hi

1

J1

460,7 I1

6000 I16 x 10

−3 xln(

16

12)

2 x 50 I

16

12 g1

6000 I16

12 g

1

31819,7



71/150

U J D2@$D5 Bm2F<

D?M 1/

BS?NÇ DÜŞÜŞÜ

"oru tara'ı i(in+

/e J) i xVxg

G \12 x10−3 x1,92 x698,3

2,034 x 10−5 \C$E g105

/e J C$E g 105

;e %re+ Rekil 12$24>den

' J 1$@g 10−3 okunur 6p J 2 e(ili old! (in

Pt J 6p @ g ' 7) i L I 2$5 g g

t 2

2

Pt J 2 @ g 1$@ g 10−3

1,5

12 x10−3 L I 2$5 g AE@$D g

1,922

2 \ A440$2 6Bm2\

0$0A bar

D?M 1

5İSKZİTE DÜZELTME ÇR9N?

"oruların toplam i( yü#ey alanı J `,``nt

"oruların i( yü#ey alanı J `12g10-DL`1$5`AA J D$C m2

Vsı akısı JC

, J 58,61 x10

3

3,7 J 15@40$5 Bm2

Kaba bir yaklaımla+

tS-tiL g hi J 15@40$5

tS J15840,5

31819,7 I D00 J D00$5 F<

suyun bu sı)aklıktaki &iskositesi J 2$042g10-5

kBm s



72/150

F

F< L0$14 J

2,034 x 10−5

2,042 x 10−5 L0$14 J 0$EEE

9isko#ite dü#eltme (arpanının ihmal edilme doğruluğu kanıtlanmıtır!

. ?S?T??:(ün)ü &e reakt%r %n)esi son ısı değitiri)imi#de ise (iğlenme noktasından istenilen 400 F

lik değere ısı değitiri)i tasarımı yaparı#!

D?M 1

"en#enin &e suyun 'i#iksel %#ellikleri =andbook.hysi)aldan bulunur!


73/150

*2 su J 41C$@ F< J AE0$@ K

D?M /



Giri=S!8)kl!ğ!

r,)l)m)S!8)kl!k

Ç!k!=S!8)kl!ğ!

Birim

S!8)kl!k 524 5E0 ACD K Öz%ül ?-! 1$@4 2$014 2$1AC KjBKK

?-!lİle,ke+lik

0$0D1 0$0D@ 0$04A BMk

@oğ


74/150

[*ln J

△$ 1−△$ 2

ln $ 1$ 2 J

(450−400)−(417,8−251)

ln (450−400)(417,8−251)

[*ln J EA$A F< J DAE$E K

/ J$ 1giri -−$ 1 Aıkı-$ 2Aıkı-−$ 2 giri- J

(450−417,8)(400−251) J 0$22

7 J

$ 2Aıkı- B $ 2giri -

$ 1giri -−$ 2giri- J

(400−251)

(450−251 ) J 0$C5

"ir )eket e(ili &e iki boru e(ili ısı değitiri)ileri i(in sı)aklık dü#eltme (arpanıra'iğinden+ J 0$EA okunur! t değeri ile tasarım i(in yeterli duyarlılığa sahip doğru sı)aklık 'arkını &ere)ektir!

6* G t sı)aklık dü#eltme (arpanı 0$C5 in altına düerse ekonomik ısı değitiri)i tasarımıyapılama#!

[*lmJ EA$E` 0$EA J ED$024 F<

D?M 4

?S? KTR?M LN?

3 JC

∗△$ m J675,19 2 10

3

350∗93,024 J 20$C m2



75/150

D?M #



kullanırı#!3kıkanlardan ikisi de aındırı)ı olmadığı &e (alıma basın)ının yüksek olmaması

sebebiyle normal karbon (eliği )eket &e borular i(in kullanabiliri#! 7u ben#enden daha

kirleti)i olduğundan su borudan akarken$ ben#ende %&deden aka)aktır!

,i#iliimi#i ü(en di#ili e(tik+


"oru dı (apı d0J 20mm

di(J20gDB4 J 15mm

Komu iki boru merke# arası u#aklık$ .tJ 1$25gd0\.tJ 25 mm bulunur!

"oru u#unluğu 2$5 m se(ilir! J2$5 m

D?M

BR> S@?S?

ddıJ20 mm di(J15 mm J2$5 m


3 J ` 20g10-DL`2$5

3 J 0$12 m2

"oru sayısı J Es ı aktar ı malan ı

4or.yü !/yalanı J20,7

0,12 J 1C2 "oru


2 J @A "oru



4 Jπ ∗(15∗10−3)

4 J 0$0001CA m2

=er bir e(i i(in toplam kesit alanı J @A` 0$0001CAL J 0$015 m2



76/150

=a)imsel akı hı#ı J 10 ` 1B DD5$12 L J 0$02E mDBs


0,015 J 1$ED mBs

6otG boru tara'ı su i(in tarsımhı#ları + 1$5 ile 2$5 mBs arası olmalıdır! "i#im bulduğumu# 1$EDmBs bu arta uymaktadır!

D?M '




K 1 J 0$24E

n1 J 2$20C

demet (apı , b J d0 ` N t

( 1¿

1

n1

, b J 20L `172

0,249¿

1

2,207

, b J D@A$@mm


,s J D@AI55 J 441 mm bulunur!

D?M 3


/e J

) i xVxg

G \

15 x10−3 x1,93 x 335,12

2,59 x10−4 \DC45@

.rJ%*∗F

k J2,087 x 10

−3∗2,59 x10−4

0,058 .r J E$D2

7) i J

2500

15 J 1AA$A

Rekil 12-2D> den ısı aktarım (arpanı hJ 4$1g10-D

okunur!



77/150

6uJ h`/e`.r 0$DD 6uJ 4$1g10-D`DC45@`E$D20$DD

6uJ D20$@

hiJ 6u`

k

)i¿

\hiJ D20$@`

0,058

15 x10−3

L

hiJ 1240$4 Bm2K

D?M 1"EKET TRA? ?S? KTR?M KTS@?S?

Kern y%ntemi kullanılarak iki aırtma arası u#aklığı 100 mm kabul edelim! "u aralık (okyüksek basın( düüüne neden olmaksı#ın iyi bir ısı aktarımı &erir!

3s J( P t −)0)∗ D s∗ 74

Pt J

(25−20)∗441∗10025 J 0$00@@ m

2

.t J komu iki merke# arası u#aklık

ds J O%&de i( (apı

" J Komu iki aırtma arası u#aklık d0 J "oru dı (apı

deJ1,10

)0 .t2 f 0$E1Cd02L J

1,10

20 252 f 0$E1C20L2L J 14$2 mm

deJ 8kenar ü(en i(in hidrolik (ap

O%&de tara'ı ha)imsel akı hı#ı+

2$25`1

295,42 J C$A1g10-DmDBs

O%&de tara'ı hı#ı J7,61 x10

−3

0,0088 J 1$@A mBs

/eJ)/∗V ∗ ρ

F J14,2 x10−3∗1,86∗295,42

148,39 x 10−6 /e J 10E40E



78/150

.rJ%*∗F

k J2,014 x 10

3∗148,39 x10−6

0,114 .r J C$@A

P25 kesmeye sahip par(alı aırtma kullanırı#! "u (ok büyük basın( düüüne neden

olmaksı#ın uyun ısı aktarımı &ere)ektir! Rekil 12!2E dan n J 2g10-D

ısı aktarım katsayısıL bulunur!

hsJ k f

)/ L`n`/e`.r 0$DD

hsJ0,038

14,2 x10−3 `2g10-D`10E40E`C$@AL0$DD

hs J 115A$D Bm2

K

D?M 11


1

0 J

1

hi I 0$000D5L

)0

) i I

)0∗ln)0

) i2k I

1

hs I 0$0002

1

0 J1

1240,4 I 0$000D5L20

15 I20 x 10

−3∗ln 20

15

2 x 55 I

1

1156,3 I 0$0002

U0 J DCA Bm2 F<

D?M 1/

BS?NÇ DÜŞÜŞÜ

1C2 boru (i' e(i i(in UtJ 1$ED mBs /eJ DC45@Rekil 12-24>ten ' sürtünme (arpanı okunur!' J 4$1g10-2



79/150

Pt J 6p @ g ' 7) i L I 2$5 g g

t 2

2

Pt J 6p @ g 4$1 g

10−2

g 1AA$AI 2$5 g DD5$12 g

1,932

2 \0$D@ bar

D?M 1


( G / G


80/150

Vsı değitiri)imi#de a# 'a#dan sı&ı 'a#a$ 'a# değiimi olduğu i(in ısı değitiri)i D par(aya

ayrılır!

1! 7oğutu)u2! Yoğuturu)uD! 7oğutu)u

3 J 0$2A kmolBh 3 J 8tilen" J E1$42 kmolBh " J "en#en


81/150

P ,¿

$ P4¿

$ P% ¿

$ P D¿

değerleri 3ppendig-< &e =andbook.hysi)aldan değerleri

hesaplanıp toplam basın(ıda 1A$@ atm alarak deneme yanılma yoluyla ilem yaptık &ekabar)ıklanma noktamı#+

* J @4 F< J D5C K bulduk!

1. S>T>>

D?M 1

t J 3 I " I


82/150

3lınan J 9erilenolduğundan+

deL

alınan su J5 ` 4$1E ` *2-25L J 154D

*2 su J E@$A5 F< J DC1$A45 K

D?M /

i#iksel %#ellikler 3ppendig-< &e =andbook.hysi)aldan değerleri bu artlar altındahesaplanmı &e mol kesirleriyle (arpılarak karıımın 'i#iksel %#ellikleri bulunmutur!



83/150

D?M TÜM ?S? KTR?M KTS@?S?

7ı)ak akıkanımı# oranik bir (%#ü)üdür$ soğuk akıkanımı# ise sudur!U G 250 f C50 Bm2F< arasında ter)ih edilmelidir!*ahmini olarak U>yu C00 Bm2F< alalım!

D?M (?S? DEİŞTİRİİ ÇEŞİTLERİ 5E B@>TLR?



K)r!=!m ii+ zellik ,)Jlo-<

Giri=S!8)kl!ğ!

r,)l)m)S!8)kl!k

Ç!k!=S!8)kl!ğ!

Birim

S!8)kl!k C5C 5EC$5 4D@ K Öz%ül ?-! 2$DE4 2$05 1$A1 KjBKK

?-!lİle,ke+lik

0$0A024 0$041 0$022 BMk

@oğ


84/150

Vsı değitiri)i (eitleri &e boyutları bir )eket e(ili &e iki boru e(ili bir ısı değitiri)i

kullanıyoru#! 3kıları #ıt alıyoru#! "unun sebebi daha iyi ısı aktarımı i(in+

[*ln J

△$ 1−△$ 2

ln $ 1$ 2

J

(484−98,65 )−(165−25)

ln (484−98,65)(165−25)

[*ln J @E$14 F<

/ J$ 1giri -−$ 1Aıkı-

$ 2Aıkı-−$ 2 giri- J

(484−165)

(98,65−25)J 4$DD


$ 1giri -−$ 2giri- J(98,65−25)

(484−25 ) J 0$1A

"ir )eket e(ili &e iki boru e(ili ısı değitiri)ileri i(in sı)aklık dü#eltme (arpanı

ra'iğinden+ J 0$E4 okunur! t değeri ile tasarım i(in yeterli duyarlılığa sahip doğru sı)aklık

'arkını &ere)ektir!


yapılama#!

rtalama 7ı)aklık arkı+

[*mson J [*milk ` t J @E$14` 0$E4 J @D$CE F<



85/150

D?M 4

?S? KTR?M LN?

3 JC

∗△$ m J1543 x10

3

700∗57,82 J 2A m2

D?M #



"oru dı (apı d0J 24 mm

di(J24 g DB4 J 1@ mm

Komu iki boru merke# arası u#aklık$ .tJ 1$25gd0\.tJ D0 mm bulunur!

"oru u#unluğu 14 m se(ilir! J 14 m

D?M

BR> S@?S?


3 J ` 24g10-DL`14

3 J 1$05 m2


4or.yü !/yalanı J26

1,05 J 24

ki e(ili boru kullandığımı#dan dolayı her bir e(iteki boru sayısı242 J 12



4 Jπ ∗(18∗10−3)

4 J 0$00025 m2

=er bir e(i i(in toplam kesit alanı J 12` 0$00025L J 0$00D m2

=a)imsel akı hı#ı J 5 ` 1B EE5$A L J 0$005 mDBs



86/150


0,003 J 1$C mBs

6otG boru tara'ı su i(in tarsımhı#ları + 1$5 ile 2$5 mBs arası olmalıdır! "i#im bulduğumu# 1$C


D?M '




K 1 J 0$24E

n1 J 2$20C


( 1¿

1

n1

, b J 24L `24

0,249¿

1

2,207

, b J 20Dmm


,s J 20DI52 J 255 mm bulunur!

D?M 3


7u i(in+ 8ale &e erusonkorelasyonlarına %re

) i ¿0,2

¿

hi= 4200 x (1,35+0,02$ ) x t

0,8

¿

18¿0,2

¿

hi=4200 x (1,35+0,02 x (59,3)) x2,060,8

¿



87/150

hi=¿ E1D4$@@ Bm2F< olarak bulunur!




88/150

P25 kesmeye sahip par(alı aırtma kullanırı#! "u (ok büyük basın( düüüne nedenolmaksı#ın uyun ısı aktarımı &ere)ektir! Rekil 12!2E dan n J @g10-D ısı aktarım katsayısıL

bulunur!

hsJ

k f

)/ L`n`/e`.r 0$DD

hsJ0,041

17,04 x 10−3 `@g10-D`5$D105`C$01L0$DD

hs J 1E@4 Bm2K

D?M 11TÜM ?S? KTR?M KTS@?S?

1

0 J1

hi I 0$000D5L)0

) i I)0∗ln

)0) i

2k I

1

hs I 0$0002

1

0 J1

9134,88 I 0$000D5L24

18 I24 x10

−3∗ln 24

18

2 x55

I1

1984 I 0$0002

U0 J C24$E Bm2 F<

D?M 1/

BS?NÇ DÜŞÜŞÜ

"oru tara'ı i(in+

/e J) i xVxρ

F \18 x10−3mx 1,7 x 995,6

4,7 x10−4 \ A$4g104

/e J A$4 g 104


' J D$E g 10−2

okunur 6p J 2 e(ili old! i(in



89/150

Pt J 6p @ g ' 7

)i L I 2$5 g g t

2

2

Pt

J 6p @ g D$@ g10

−3

14

24 x 10−3

L I 2$5 g @CD$1 g

1,72

2 \5$05 bar

D?M 1


( G / G


90/150

D?M 1

&erilenJ m`


91/150

i#iksel %#ellikler 3ppendig-< &e =andbook.hysi)aldan değerleri bu artlar altındahesaplanmı &e mol kesirleriyle (arpılarak karıımın 'i#iksel %#ellikleri bulunmutur!



Giri=S!8)kl!ğ!

r,)l)m)S!8)kl!k

Ç!k!=S!8)kl!ğ!

Birim

S!8)kl!k 4D@ DEC$5 D5C K Öz%ül ?-! 2$14 1$EE 1$@@ KjBKK

?-!lİle,ke+lik

0$0E@ 0$112 0$125 BMk

@oğ


92/150

?S? DEİŞTİRİİ ÇEŞİDİ 5E B@>TLR?

Vsı değitiri)i (eitleri &e boyutları bir )eket e(ili &e iki boru e(ili bir ısı değitiri)ikullanıyoru#! 3kıları #ıt alıyoru#! "unun sebebi daha iyi ısı aktarımı i(in+

[*ln J

△$ 1−△$ 2

ln $ 1

$ 2 J

(165−43 )−(84−25)

ln(165−43)

(84−25)

[*ln J @A$C F< J D5E$C K


(25−43)(84−165) J 0$2


$ 1giri -−$ 2giri- J(84−165)(25−165 ) J 0$5@

"ir )eket e(ili &e iki boru e(ili ısı değitiri)ileri i(in sı)aklık dü#eltme (arpanıra'iğinden+ J 0$EC okunur! t değeri ile tasarım i(in yeterli duyarlılığa sahip doğru sı)aklık 'arkını &ere)ektir!

6* G t sı)aklık dü#eltme (arpanı 0$C5 in altına düerse ekonomik ısı değitiri)i tasarımıyapılama#!

[*lmJ @A$C` 0$EC J @4$1 F<



93/150

D?M 4

?S? KTR?M LN?

3 JC

∗△$ m J380,41 x103

300∗84,1 J 15$1 m2

D?M #



"oru dı (apı d0J 24 mm

di(J24 g DB4 J 1@ mm

Komu iki boru merke# arası u#aklık$ .tJ 1$25gd0\.tJ D0 mm bulunur!

"oru u#unluğu 4 m se(ilir! J 4 m

D?M

BR> S@?S?

"ir borunun yü#ey alanı J `d0`3 J ` 24g10-DL`4

3 J 0$D m2



0,3 J 50


2 J 25



4 Jπ ∗(18∗10−3)

4 J 0$00025 m2

=er bir e(i i(in toplam kesit alanı J 25` 0$00025L J 0$00A25 m2

=a)imsel akı hı#ı J 5 ` 1B 421$5E L J 0$012 mDBs



94/150


0,00625 J 1$E mBs

6otG boru tara'ı su i(in tarsımhı#ları + 1$5 ile 2$5 mBs arası olmalıdır! "i#im bulduğumu# 1$E


D?M '




K 1 J 0$24E

n1 J 2$20C


( 1¿

1

n1

, b J 24L `50

0,249¿

1

2,207

, b J 2A5mm


,s J 2A5I52 J D1E mm bulunur!

D?M 3


7u i(in+ 8ale &e erusonkorelasyonlarına %re

) i ¿0,2

¿

hi= 4200 x (1,35+0,02$ ) x t

0,8

¿

18¿0,2

¿

hi= 4200 x (1,35+0,02 x (307)) x1,90,8

¿



95/150

hi=¿ 2EA4C$@ Bm2F< olarak bulunur!




96/150

6r J

D 5

Pt J

319

30 J 10$A

6r merke#deki boru sayısı 6r J

2

3 g 10$A

6r J C$0A

h)L b J 0$E5 g k g ρ

7x ( ρ 7− ρV ) xg

F 7 x5or.yü k üL1BD g 6r -1BAL

h)L b J 0$E5 g 0$0D22 g 404,5

x (404,5−9,72) x 9,81

2,61 x10−5

x 0,021 L1BD g C$0A-1BAL

h)L b J DA4$E Bm2 F<

D?M 11


1

J1

hc I1

kir A ar*anı I)) ı- xln(

)) ı-

) i A)

2 x k < I

)) ı-) i A g

1

kir A ar*an ı I)) ı-

) i A

g1

hi

1

J1

364,9 I1

6000 I24 x10−

3 xln( 24

18)

2 x55 I

24

18 g1

6000 I24

18 g

1

29647,8

U J D0@$E Bm2F<

D?M 1/



97/150

BS?NÇ DÜŞÜŞÜ

"oru tara'ı i(in+

/e J

) i xVxg

G \

18 x10−3

x1,9 x 421,59

0,75 x 10−3

\1$E g104

/e J 1$E g 104


' J 4$4g 10−2

okunur 6p J 2 e(ili old! (in

Pt J 6p @ g ' 7

) i L I 2$5 g g t

2

2

Pt J 2 @ g 4$4 g 10−2

4

18 x10−3 L I 2$5 g 421$5E g

1,92

2 \ 1$2 bar

D?M 1


"oruların toplam i( yü#ey alanı J `,``nt

"oruların i( yü#ey alanı J `1@g10-DL`4`50 J 11$D m2

Vsı akısı JC

, J380,41 x103

11,3 J DDAD5$A Bm2

Kaba bir yaklaımla+

tS-tiL g hi J DDAD5$A

tS J33635,6

29647,8 I D4 J D5$1 F<

suyun bu sı)aklıktaki &iskositesi J 0$CDg10-D kBm s

F

F< L0$14 J

0,75 x 10−3

0,73 x 10−3 L0$14J 1$00D

9isko#ite dü#eltme (arpanının ihmal edilme doğruluğu kanıtlanmıtır!



98/150

S>T>>

D?M 1


99/150



Giri=S!8)kl!ğ!

r,)l)m)S!8)kl!k

Ç!k!=S!8)kl!ğ!

Birim

S!8)kl!k D5C D52$5 D4@ K Öz%ül ?-! 1$@E 1$@@ 1$@C KjBKK

?-!lİle,ke+lik

0$125 0$12A 0$12C BMk

@oğ


100/150

[*ln J

△$ 1−△$ 2

ln $ 1

$ 2

J

( 84−34,5 )−(75−25)

ln(84−34,5)(75−25)

[*ln J 24$@C F< J 2EC$@C K


(84−75)(34,5−25) J 0$E


$ 1giri -−$ 2giri- J(34,5−25)

(84−25 ) J 0$1A

"ir )eket e(ili &e iki boru e(ili ısı değitiri)ileri i(in sı)aklık dü#eltme (arpanıra'iğinden+ J 0$EA okunur! t değeri ile tasarım i(in yeterli duyarlılığa sahip doğru sı)aklık 'arkını &ere)ektir!


yapılama#!

[*lmJ 24$@C` 0$EA J 2E$D F<

D?M 4

?S? KTR?M LN?



101/150

3 JC

∗△$ m J39,9 2 103

260∗29,3 J 5$2D m2

D?M #

@ERLEŞİM 5E BR> BÜ@ÜKLÜÜ!

,i#iliimi#i ü(en di#ili e(tik+


"oru dı (apı d0J 1Emm

di(J1EgDB4 J 14$25mm

Komu iki boru merke# arası u#aklık$ .tJ 1$25gd0\.tJ 2D$C5 mm bulunur!

"oru u#unluğu 2$5 m se(ilir! J5$2m

D?M

BR> S@?S?

ddıJ1E mm di(J14$25 mm J5$2 m


3 J ` 1Eg10-D

L`5$23 J 0$D1 m2



0,31 J 1A "oru


2 J @ "oru



4 Jπ ∗(14,25∗10−3)

4 J 0$0001A m2

=er bir e(i i(in toplam kesit alanı J @` 0$0001AL J 0$001D m2

=a)imsel akı hı#ı J 1 ` 1B 422$A1 L J 0$0024 mDBs

"oru tara'ı hı#ı$ Ut J

0,0024

0,0013 J 1$@4 mBs



102/150

6otG boru tara'ı su i(in tarsımhı#ları + 1$5 ile 2$5 mBs arası olmalıdır! "i#im bulduğumu# 1$@4mBs bu arta uymaktadır!

D?M '

DEMET 5E GÖ5DE Ç9LR?ki boru e(ii i(in ü(en di#ili L tasarım kitabından


K 1 J 0$24E

n1 J 2$20C

demet (apı , b J d0 `

N t

( 1¿

1

n1

, b J 1EL `16

0,249¿

1

2,207

, b J 215mm


,s J 215I52 J 2AC mm bulunur!

D?M 3



) i ¿0,2

¿

hi= 4200 x (1,35+0,02$ ) x t

0,8

¿

14,25 ¿0,2

¿

hi= 4200 x (1,35+0,02 x (29,75)) x1,840,8

¿

hi=¿ C@20$EA Bm2F< olarak bulunur!




103/150

diJ "oru i( (apı mmL

D?M 1"EKET TRA? ?S? KTR?M KTS@?S?

Kern y%ntemi kullanılarak iki aırtma arası u#aklığı 100 mm kabul edelim! "u aralık (okyüksek basın( düüüne neden olmaksı#ın iyi bir ısı aktarımı &erir!

3s J( P t −)0)∗ D s∗ 74

Pt J

(23,75−19 )∗267∗10023,75 J 5D40mm

2

.t J komu iki merke# arası u#aklık

ds J O%&de i( (apı

" J Komu iki aırtma arası u#aklık

d0 J "oru dı (apı

deJ

1,10

)0 .t2

f 0$E1Cd02

L J

1,10

19 2D$C52

f 0$E1C1EL2

L J 14$2 mm

deJ 8kenar ü(en i(in hidrolik (ap

O%&de tara'ı ha)imsel akı hı#ı+

2$DA`1

345,08 J 0$00A@mDBs

O%&de tara'ı hı#ı J

0,0068

0,00534 J 1$2@mBs

/eJ)/∗V ∗�

Documents

etil benzen.docx