Vad är termodynamisk analys?

Termodynamisk analys används av ingenjörer för att utvärdera hur energi påverkar prestandan hos mekaniska system.Den använder matematiska modeller för att bestämma effekterna av olika energiingångar och några av de energiutgångar som är resultatet av en maskinoperation.Ingenjörer utvecklar modeller för att illustrera variablerna som har en direkt inverkan på systemens energycykel.Vanliga system som utvärderas med en termodynamisk analys är förbränningsmotorer och ångcykler.

En del av en termodynamisk analys undersöker hur energi rör sig i ett mekaniskt system, till exempel en motor.Det förklarar hur den energin får systemet att utföra.Till exempel, en förbränningsmotor för fordon, den energi som produceras genom att bränna bensin interagerar med motordelarna och producerar kraften som behövs för att bilen eller lastbilen fortsätter att röra sig.Den termodynamiska analysen försöker förklara hur denna process fungerar.

Med tanke på olika energiinmatningsvärden kan termodynamisk analys användas för att bestämma prestandaintervallen för ett mekaniskt system.Matematiska modeller är konstruerade för att upprätta vissa parametrar eller lagar.Enkelt uttryckt förklarar dessa modeller hur om X -mängd energi läggs in i systemet kommer det att fungera på Y -nivå.Potentiella svar mäts också i en termodynamisk analys för att bestämma systemets prestationsgränser.

Den analytiska processen bryts ned och isolerar de olika energikällorna som ett system behöver för att producera kraft.Den undersöker hur dessa energikällor interagerar med varandra vid varje steg i processen.Återigen använder exemplet på en bilmotor, varje huvudelement i systemet mdash;såsom bensin, tryck och temperatur mdash;skulle separeras och det skulle bestämmas vid vilken tidpunkt vissa element och interaktioner skulle orsaka olika reaktioner i motorn.Till exempel vet ingenjörer att när bensinen värms upp, vilket utlöses av bilens tändningsprocess, expanderar det och förbrasar för att ge fordonet kraften att röra sig.

I en termodynamisk analys är prestandan för ett mekaniskt system vanligtvis ärkarakteriseras som en process som är separerad i specifika steg.Medan de separata stegen vanligtvis kommer att bygga på varandra, undersöks var och en för att bestämma hur det bidrar till systemets drift och om det direkt påverkar mängden kraft som systemet genererar.Från dessa processsteg utvecklar ingenjörer en trolig matematisk modell som kan användas för att förutsäga prestanda.

De matematiska modellerna som ingenjörer utvecklar kommer att variera beroende på vilken typ av mekaniskt system som utvärderas.De flesta involverar algebraiska ekvationer eftersom en termodynamisk analys ofta handlar om en uppsättning kända och okända variabler.Flera ekvationer kan skapas för att förklara interdynamiken i det mekaniska systemet och dess kraftkällor.