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थर्मल इंजीनियरिंग

थर्मल इंजीनियरिंग मैकेनिकल इंजीनियरिंग का एक विशेष उप-अनुशासन है जो ताप ऊर्जा और हस्तांतरण के संचलन से संबंधित है। ऊर्जा को दो माध्यमों के बीच स्थानांतरित किया जा सकता है या ऊर्जा के अन्य रूपों में परिवर्तित किया जा सकता है।

थर्मल इंजीनियरिंग के पहलू

थर्मल इंजीनियरिंग में ऊष्मप्रवैगिकी, तरल यांत्रिकी और ऊष्मा और द्रव्यमान स्थानांतरण शामिल हैं। लगभग किसी भी मशीन को संचालित करते समय यह ज्ञान महत्वपूर्ण होता है। सिस्टम यांत्रिक तत्वों और इलेक्ट्रिक सर्किट से हीट बिल्डअप का अनुभव करते हैं। यह गर्मी, यदि पुनर्निर्देशित नहीं की जाती है, तो सिस्टम को नुकसान पहुंचा सकती है। थर्मल इंजीनियर डिवाइस के आंतरिक तापमान को विनियमित करने के लिए प्रशंसकों या तरल संचारकों को शामिल करने के लिए डिजाइन करने का काम करते हैं। कंप्यूटर और कार बैटरी इस सिद्धांत के दो उदाहरण हैं।

थर्मोडायनामिक्स

ऊष्मप्रवैगिकी ऊर्जा का विज्ञान है, जिसमें उत्पादन, भंडारण, स्थानांतरण और रूपांतरण शामिल है। ऊष्मप्रवैगिकी, जो भौतिकी और इंजीनियरिंग विज्ञान दोनों की एक शाखा है, एक प्रणाली पर काम, गर्मी और ऊर्जा के प्रभावों की व्याख्या करती है। ऊष्मप्रवैगिकी को समझने के लिए, ऊर्जा संरक्षण के बारे में वैज्ञानिक कानून को समझना महत्वपूर्ण है, जो बताता है कि ऊर्जा न तो बनाई जाती है और न ही नष्ट की जाती है, केवल अपना रूप बदल सकती है। ऊष्मप्रवैगिकी में ऊर्जा ऊष्मा के हस्तांतरण के माध्यम से ऐसा करती है।

द्रव यांत्रिकी

द्रव यांत्रिकी तरल पदार्थ, गैस और प्लास्मा से संबंधित है, जिसमें यह भी शामिल है कि वे कैसे कार्य करते हैं और उन पर लागू बलों पर कैसे प्रतिक्रिया करते हैं। इस श्रेणी को द्रव स्थैतिकी और द्रव गतिकी में विभाजित किया जा सकता है। द्रव स्टैटिक्स तब होता है जब तरल पदार्थ आराम पर होते हैं जबकि द्रव गतिकी द्रव प्रवाह से संबंधित होती है। द्रव गतिकी अध्ययन का एक महत्वपूर्ण क्षेत्र है और अधिकांश औद्योगिक प्रक्रियाओं में शामिल है, विशेष रूप से वे जिनमें ऊष्मा का स्थानांतरण शामिल है।

हीट ट्रांसफर और मास ट्रांसफर

थर्मल इंजीनियर हीट ट्रांसफर का अध्ययन करते हैं, जो सिस्टम के बीच गर्मी के निर्माण, उपयोग, रूपांतरण और विनिमय से संबंधित है। हीट ट्रांसफर को कई तंत्रों में विभाजित किया गया है, जिनमें शामिल हैं:

ऊष्मा चालन: जिसे विसरण भी कहा जाता है, ऊष्मा चालन दो प्रणालियों के बीच कणों की गतिज ऊर्जा का प्रत्यक्ष आदान-प्रदान होता है जब एक प्रणाली दूसरे या उसके परिवेश से भिन्न तापमान पर होती है।

ऊष्मा संवहन: ऊष्मा संवहन में द्रव्यमान का एक क्षेत्र से दूसरे क्षेत्र में स्थानांतरण शामिल होता है। यह तब होता है जब द्रव का बड़ा हिस्सा ऊष्मा को स्थानांतरित करता है क्योंकि द्रव के भीतर पदार्थ चलता है।

ऊष्मीय विकिरण: ऊष्मीय विकिरण विद्युत चुम्बकीय विकिरण द्वारा ऊष्मा का स्थानांतरण होता है, जिसमें सिस्टम के बीच पदार्थ की उपस्थिति की आवश्यकता नहीं होती है। धूप विकिरण का एक अच्छा उदाहरण है।

थर्मल इंजीनियरिंग कैसे काम करती है?

कई प्रसंस्करण संयंत्र ऐसी मशीनों का उपयोग करते हैं जो गर्मी हस्तांतरण का उपयोग करती हैं। मशीन के संचालन के लिए सही मात्रा में ऊर्जा स्थानांतरित करने के लिए थर्मल इंजीनियर जिम्मेदार है। बहुत अधिक ऊर्जा और घटक ज़्यादा गरम हो सकते हैं और विफल हो सकते हैं। बहुत कम ऊर्जा और पूरी मशीन बंद हो सकती है।

कुछ सिस्टम जो गर्मी हस्तांतरण का उपयोग करते हैं और थर्मल इंजीनियर की आवश्यकता हो सकती है उनमें शामिल हैं:

दहन इंजन

संपीड़ित वायु प्रणाली

कंप्यूटर चिप्स सहित कूलिंग सिस्टम

हीट एक्सचेंजर्स

एचवीएसी

प्रक्रिया से चलने वाले हीटर

प्रशीतन प्रणाली

सूरज की गर्मी

थर्मल इन्सुलेशन

थर्मल पावर प्लांट

थर्मल इंजीनियर क्या करता है?

थर्मल इंजीनियर मैकेनिकल सिस्टम बनाने, बनाए रखने या मरम्मत करने के लिए थर्मोडायनामिक्स में अपनी पृष्ठभूमि का उपयोग करते हैं। सिस्टम में आमतौर पर ऐसी प्रक्रिया शामिल होती है जो गर्मी ऊर्जा को ऊर्जा के अन्य रूपों में या बाहर स्थानांतरित करती है। गर्मी आमतौर पर तरल पदार्थ, जैसे तरल पदार्थ या गैसों के माध्यम से स्थानांतरित होती है, इसलिए तरल गतिकी का एक मजबूत ज्ञान महत्वपूर्ण है।

वे विभिन्न पैमानों की प्रणालियों पर भी काम करते हैं, बहुत बड़े से, जैसे कि एक हवाई जहाज का इंजन या औद्योगिक हीटर, बहुत छोटा, जैसे कि इलेक्ट्रॉनिक्स के भीतर। कभी-कभी थर्मल इंजीनियर वास्तव में तैयार किए गए सिस्टम के निर्माण या मरम्मत के बजाय सैद्धांतिक परियोजनाओं पर काम करते हैं। गतिविधियों और जिम्मेदारियों में शामिल हो सकते हैं: