Τι είναι η θερμική μηχανική;

Η θερμική μηχανική είναι ένα ευρύ πεδίο μηχανικής που περιλαμβάνει τεχνολογίες που ασχολούνται με συστήματα θέρμανσης και ψύξης, μεταφορά θερμότητας και μηχανικής υγρών.Τα όργανα που ελέγχουν τη θερμοκρασία είναι απαραίτητα σε πολλούς τομείς, συμπεριλαμβανομένης της βιομηχανίας ηλεκτρικής ενέργειας.η αυτοκινητοβιομηχανία ·και τη βιομηχανία θέρμανσης, εξαερισμού και κλιματισμού (HVAC).Οι αρχές της θερμικής μηχανικής είναι επίσης κρίσιμες για τη λειτουργία οχημάτων και άλλων μηχανών.

Η μεταφορά θερμότητας αποτελεί σημαντική ανησυχία στο πεδίο της θερμικής μηχανικής.Η μεταφορά ενέργειας, με τη μορφή θερμότητας, σε διαφορετικές φυσικές περιοχές είναι η μετατροπή θερμότητας.Όταν μια περιοχή υψηλής θερμοκρασίας βρίσκεται δίπλα σε μια περιοχή χαμηλότερης θερμοκρασίας, η θερμότητα ρέει φυσικά από την περιοχή υψηλότερης θερμοκρασίας στην περιοχή χαμηλότερης θερμοκρασίας.Αυτή η αρχή, γνωστή ως αγωγιμότητα, χρησιμοποιείται σε πολλές ρυθμίσεις θερμικής μηχανικής για να αυξηθεί ή να μειωθεί η θερμοκρασία ενός συστήματος.Η μόνωση, για παράδειγμα, ελαχιστοποιεί την αγωγιμότητα της θερμότητας και διατηρεί τις περιοχές θερμοκρασίας σχετικά διακριτές.

Η θέρμανση και η ψύξη των υγρών είναι σημαντική σε πολλά βιομηχανικά περιβάλλοντα και αποτελεί έναν άλλο κλάδο της θερμικής μηχανικής.Ένας μηχανικός σε αυτόν τον τομέα πρέπει επίσης να κατανοεί τη δυναμική των υγρών.Το ψυκτικό, μια ουσία ψύξης, χρησιμοποιείται για τη μείωση της θερμοκρασίας των διεργασιών και την πρόληψη της υπερθέρμανσης.Το βρασμό είναι μια άλλη μέθοδος που χρησιμοποιείται για τη δημιουργία ατμών που μπορεί να συμπυκνωθεί στην διύλιση ενός χημικού προϊόντος.Η μελέτη αυτών των διαδικασιών βοηθά τους θερμικούς μηχανικούς να καθορίζουν τη βέλτιστη ρύθμιση της θερμοκρασίας σε κάθε περίπτωση.

Η θερμική μηχανική έχει εφαρμογές εκτός βιομηχανικών εγκαταστάσεων.Ένα παράδειγμα είναι η βιομηχανία HVAC, η οποία ασχολείται με την ψύξη, τον εξαερισμό και τη ρύθμιση της θερμοκρασίας εντός των κτιρίων.Ένα κτίριο γραφείων σε ένα ζεστό, υγρό κλίμα μπορεί να χρειαστεί περισσότερος αερισμός και κλιματισμό για να προωθήσει την ψύξη από το ίδιο κτίριο σε ένα κρύο κλίμα.Τα εμπορικά ιδρύματα, όπως τα εστιατόρια, ενδέχεται να απαιτούν εκτεταμένα συστήματα ψύξης για την αποθήκευση τροφίμων.Όλες αυτές οι τεχνικές εκτιμήσεις θα βρίσκονταν στο χώρο της θερμικής μηχανικής.

Σε μικρότερη κλίμακα, τα οχήματα όπως τα αυτοκίνητα χρησιμοποιούν θερμική μηχανική στην καθημερινή τους λειτουργία.Η θέρμανση και η ψύξη του αυτοκινήτου ελέγχεται από συστήματα θερμικής διαχείρισης που ενσωματώνονται στο σχεδιασμό.Η μεταφορά θερμότητας, η δυναμική των υγρών και άλλες αρχές της θερμικής μηχανικής λειτουργούν στην ψύξη του κινητήρα και τη διατήρηση της ροής λαδιού. Η θερμική μηχανική είναι σημαντική για το σχεδιασμό σχεδόν οποιουδήποτε μηχανήματος.Τα μηχανικά στοιχεία και τα ηλεκτρικά κυκλώματα παράγουν θερμότητα κατά τη διάρκεια της λειτουργίας και η συσσώρευση θερμότητας μπορεί συχνά να απειλήσει τη συσκευή.Οι μηχανισμοί ψύξης, συνήθως οι ανεμιστήρες ή οι κυκλοφορητές υγρών, προστίθενται για να αντισταθμίσουν και να βοηθήσουν στη ρύθμιση της εσωτερικής θερμοκρασίας του μηχανήματος.Οι συσκευές που χρησιμοποιούν αυτήν την αρχή περιλαμβάνουν υπολογιστές και μπαταρίες αυτοκινήτων.