Katalog

Ekserji Analizi “….Ekserji Analizi” yayınları, temel bilgilere bir değişiklik getirmiyor, yeni bir bilgi üretmiyor. Yazarların çoğu, temel Termodinamik bilgilerinden de yoksun.. O halde bu yayınlar neden yapılıyor, dergiler nasıl kabul ediyor, bu dergiler neden çıkıyor? Dünyanın bir bölümünde bilimin etiği yitmiş ve kalan kısmı ile “akademisyencilik” oynanıyor. Prof. Dr. Seyhan Uygur Onbaşıoğlu, İTÜ Makina Fakültesi rin sıcaklığı arasındaki farka göre hesaplanırdı. Dolayısıyla, maksimum işin hesabı bir ekserji değil, enerji problemidir. 5 SONUÇ Dana Gioia’nın şiirinden yola çıkıp, anlatmaya çalıştıklarımızı aşağıdaki sonuçlara indirgeyebiliriz: * Doğadaki gerçek süreçler tersinir değildir. Dolayısıyla; birer gerçek süreç olan enerji dönüşümleri geriye döndürülemez, enerji dönüşümlerinde enerji nicel olarak korunur, nitel olarak kayba uğrar. * Sistem ve çevresinin entropilerindeki toplam artış, kullanılabilirlikteki kaybın ölçüsüdür. Dolayısıyla; bir dönüşümde, toplam entropi değişiminin minimuma indirgenmesi (entropy generation minimization), kullanılabilirlik kaybının en aza yaklaştırılmasıdır. * Entropi, istatistiksel bir kavramdır. Bu konudaki ayrıntılı bir bilimsel araştıma, İstatistik Termodinamik bilgisi, en azından Gibbs Serbest Enerjisi ve benzeri tanımların çalışılmasını gerektirir. * İki kaynak arasında çalışan bir ısı makinasından elde edilecek maksimum işin hesabı bir Birinci Yasa problemidir, bu hesabın “kullanılabilirlik” ile ilgisi yoktur. * Enerji dönüşümlerinin kullanılabilirlik analizleri, temel yasaların uygulanarak, kaynağın kullanılabilirliğinin daha az tüketileceği dönüşüm şeklinin ve entropi artımının azaltılabilebileceği tasarımın belirlenmesidir. Bu çalışma bir uygulamanın ya da bilimsel bir araştırmanın bir parçası olabilir; fakat, tek başına bir anlamı yoktur. H içbir şey yitmiş değil. Hiçbir şey küçük değil/geri gelmeyecek kadar. /Tut ki /çocukken böyle bir günde pırıl pırıl / madeni bir para tutuyordun elinde ve onu / istediğin gibi harcama seçeneğine / sahiptin. /Bugün bu para, tarihi silinmiş, / özdeyiş yazısı belirsiz, üstündeki yüz resmi aşınıp donuk /bir tabaka altında kalmış, bir başka şey almak için/durmadan el değiştirmiş ve her seferinde değeri/biraz daha azalmış sana geri geliyor. / Şimdi sana dönüyor / ve sen önem vermeyeceksin buna, / saymaya bile değmez, hiçbir özelliği yok deyip/cebindeki bozuk paraların arasına atacaksın onu./ İşte kaçınman gereken yanlış bu bugün. / Sonu sana varacak yolculuğa sen göndermiştin onu. / Şimdi onu elinde tut. Bugünün az kazancı olarak kabul et. / Unutma,gene harcama seçeneğin var, ama daha değersiz bir şeye./ Cevat Çapan’ın çevirisi ile alıntılamış olduğum, yukarıdaki Dana Gioia’nın “Hiç Bir Şey Yitmiş Değil” başlıklı şiirini sık sık anımsarım. Orhan Bursalı’nın bilimsel dergi ve makalelerin çokluğuna değindiği, 21 Mart 2008 tarihli CBT Başyazısı nedeni ile yeniden buldum bu şiiri. Aradaki bağlantı ise, Makina Mühendisliği’nin te (h: entalpi (J/kg), s: entropi (J/kgK), T: sıcaklık (K), p: basınç (Pa)) mel dallarından olan Termodinamik alanında, ülkemizde yapılan yayınların önemli bir bölümünü oluşturan “Ekserji” ve/veya “kullanılabilirlik” kavram(lar)ının bu dizelerle çok açık bir şekilde anlatılmış olmasıdır. Özellikle “yetersiz enerji kaynaklarının tartışılageldiği son yıllarda” (ekserji ile ilgili yapılan yayınlar çoğu kez bu kalıpla başlar!), bu şiirde anlatılanların biraz mercek altında tutulması hem eğlenceli, hem de öğretici olacaktır. Enerji kaynağını, şairin söz ettiği bozuk para olarak düşünürseniz, siz, tasarlayıp uyguladığınız her enerji dönüşümünde, bu bozuk paranın her harcanmasında olduğu gibi, kaynağın yeni tür bir enerjiye dönüşme yeteneğinin bir miktarını tüketmiş olursunuz. Sonunda bu yetenek tümüyle yitirilmiş de olabilir. Size geri dönen yalnızca dönüşümün etkisidir. BİR UYGULAMA ÖRNEĞİ Şiirden uzaklaşıp, uygulamaya dönülürse şu örnek verilebilir (Şekil 1): Sizi üşütecek kadar düşük sıcaklıkta bulunan bir odadasınız. Bir miktar da yakacağınız var. Bu yakacağın başlangıçtaki kullanılabilirliği, yakıldığın da açığa çıkacak ısı ile harcanabilir. Yanma sonunda, odanın havasının sıcaklığı yükselir ve siz üşümekten kurtulursunuz. Enerjinin Korunumu Yasası’nın özel bir ifadesi olan Termodinamiğin Birinci Yasası der ki: Odadaki yakıtın yakılması sonucunda açığa çıkan enerji, odanın havasının duyulur ısısını artırarak sıcaklığının yükselmesini sağlamıştır: Odadaki havanın miktarı x sabit hacimdeki özgül ısısı x başlangıçtaki sıcaklık ile son sıcaklık arasındaki fark = yanma sonunda açığa çıkan ısının miktarı. Gioia’nın bozuk parasındaki değer yitimi açısından bakarsanız, Termodinamiğin İkinci Yasası der ki: Yakacağın ısıl enerjiye dönüşme yeteneği tükenmiştir. Artık geriye dönüp, yüksek sıcaklıktaki oda havasının iç enerjisini yakıtın ısıl değerine çeviremezsiniz. Bu ifade, Termodinamik’teki “tersinirlik” tanımıyla içiçedir. Gerçek süreçler, tersinir olmadıkları için enerji kaynağının her dönüşümünde kullanılabilirlikten harcanır. Bu nedenledir ki, bir enerji kaynağının kullanılmasında, ısıl enerji ya da mekanik iş elde edilmesi seçeneklerinin karşılaştırılması anlamlıdır. Doğal gazın elektrik üretiminde kullanılması veya doğrudan ısnma amacı ile kullanım yerine gönderilmesi “ekserjetik” açıdan tartışma konusu olabilir. Öte yandan, metan gazının doğrudan yakılmasıyla elde edilen yanma sonu gazlarının, gaz türbinine gönderilip elektrik üretilmesi ya da metanın reformasyonu ile elde edilecek hidrojenden, yakıt pilinde elektrik üretilmesi seçenekleri, metan gazının kullanılabilirliğinin tükenme hızı açısından değerlendirilebilinir. Kısacası; “kullanılabilirlik” tüketimindeki azalma, enerji dönüşüm sistemlerinin tasarımında bir ölçüttür. Bu ölçütün ölçüsü ise, yalnızca enerji dönüşüm sistemlerde değil; ekonomi ve diğer toplumsal bilimlerde de önemli bir yeri olan “entropi” dir. “Entropi” istatistiksel bir kavramdır. Enerji dönüşümü açısından, entropi kavramı, yerini Gibbs serbest enerjisindeki değişimde almaktadır: Bir dönüşüm sırasında, sistem ve çevrenin entropilerindeki toplam değişim ne kadar az ise, sistemin kullanılabilirliğindeki kayıp o denli az olacaktır. Dolayısıyla, toplam entropi artımını en aza indirgemek, ki sıfır yapmak olanaklı değildir, kullanılabilirlik kaybını azaltmak demektir. Öte yandan, Şekil 1 ile gösterilen örnekte, yakıtı yakarak, havayı ısıtmak yerine, iş üretilseydi, bu işin olası en yüksek miktarı yanma sıcaklığı ile ısının atılacağı ye ÖĞRENCİ BİLEMEZSE GEÇMEZ Saygın bir makina mühendisliği bölümünün, maddeler halinde sıralanan bu sonuçları kavrayacak kadar Termodinamik öğrenememiş öğrencisi, o dönem bu dersten geçemez. Ancak; ne yazık ki, bu maddelerin yeterince anlaşılamadığının birer kanıtı olarak, yalnızca dört işleme dayanan, “….sürecinin İkinci Yasa Analizi” gibi çalışmalar, uluslararası dergilerde yayınlanabilmektedir. Elbette, araştırmacı sayısının fazla olması, yayınlanan araştırmaların içerik olarak birbirlerini tekrarlamaları sonucuna yol açabilir. Bu durum yadırganmamalı ve hatta sevindirici olmalı. Fakat; burada sözedilen “….Ekserji Analizi” yayınlarının birçoğunun içeriğinde araştırma yok. Bilimsel bir araştırma, bir kuramın geliştirilmesini ve kanıtlanmasını, hesaplamalı veya deneysel verilerle içermelidir. Ayrıca; bu verilerin sunulması yetmemekte, doğrulanmaları da gerekmektedir. “….Ekserji Analizi” yayınları ise, temel bilgilere bir değişiklik getirmiyor, yeni bir bilgi üretmiyor, çoğu kez yeni bir tasarım da önermiyor. Yazarların çoğunun, yukarıda maddeler halinde sıralanmış temel Termodinamik bilgilerinden de yoksun oldukları, doçentlik sınavlarında kendi yazmış oldukları yayınlara ilşkin sorulara verdikleri yanıtlardan anlaşılmaktadır. O halde bu yayınlar neden yapılıyor, dergiler nasıl kabul ediyor, bu dergiler neden çıkıyor? İşte burada şiirin başlığı ile ters düşüyoruz: “Hiç bir şey yitmiş değil” diyemiyoruz. Çünkü; dünyanın bir bölümünde bilimin etiği yitmiş ve kalan kısmı ile “akademisyencilik” oynanıyor. eğitimi” şeklinde tasarlandı ve önemi nedeniyle ikincisine ağırlık verildi. Her iki program yerkürenin bütün özelliklerini içeren on ana başlık altında sürdürülmekte. Gerek araştırma gerekse eğitim on ana başlık altında verilmektedir. Türkiye ulusal eylem komitesi, ülke ihtiyaçlarını gözönüne alarak on konunun herbirinde ayrı çalışma grupları oluşturdu. Çalışma gruplarının üye sayıları 812 arasında değişmekte ve katkıda bulunmak isteyenlere açıktır. Gruplar ve çalışma konuları; 1. Yeraltısuyu, 2. Doğal afetler, 3. Yer ve sağlık, 4. İklim, 5. Doğal kaynaklar, 6. Büyük şehirler ve kentleşme, 7. Yer içi, 8. Kıyı ve denizler, 9. Toprak, 10. Yer, yaşam ve kültür. İlk ve ortaöğretim çağındakilere bu konuların öğretilmesi güçtür ve özel teknikler gerektirir. Doğa hakkındaki şiir, kompozisyon ve resim yarışmaları ile genç nesillerin motivasyonları artırılmaYa çalışılmaktadır. Bu 10 konu, doğrudan yerküre üzerindeki canlı cansız bütün varlıkları içine alır. Sayılan bu alanlardaki kö tüleşmeler yüzünden Dünyamız yaşanılır olmaktan çıkmış ve her biri yüksek risk alanına dönüşmüştür. Son yıllardaki yerüstü ve yeraltı sularının azalması ve büyükşehirlerdeki su sıkıntıları bunun basit örnekleridir. Ne yapıp edip yerküre ve yerkürenin yaşam üzerindeki rolü toplumlara anlatılmalı ve günlük hayatın buna göre düzenlenmesi sağlanmalı. Bu görev yalnızca belli kurum ve kuruluşlara değil, hepimize düşmektedir. Bu bakımdan Uluslararası Yer Yılı etkinlikleri büyük bir fırsat, ciddi bir sorumluluk çağrısıdır. CBT 1104 / 22 16 Mayıs 2008