Learn Thermal Engineering

Kejuruteraan terma

Kejuruteraan terma ialah sub-disiplin khusus kejuruteraan mekanikal yang berkaitan dengan pergerakan tenaga haba dan pemindahan. Tenaga boleh dipindahkan antara dua medium atau diubah menjadi bentuk tenaga lain.

Aspek kejuruteraan haba

Kejuruteraan terma melibatkan termodinamik, mekanik cecair, dan pemindahan haba dan jisim. Pengetahuan ini penting apabila mengendalikan hampir mana-mana mesin. Sistem mengalami pembentukan haba daripada elemen mekanikal dan litar elektrik. Haba ini, jika tidak dialihkan, boleh merosakkan sistem. Jurutera terma bekerja untuk mereka bentuk kemasukan kipas atau pengedar cecair untuk mengawal suhu dalaman peranti. Komputer dan bateri kereta adalah dua contoh prinsip ini dalam tindakan.

Termodinamik

Termodinamik ialah sains tenaga, termasuk pengeluaran, penyimpanan, pemindahan dan penukaran. Termodinamik, yang merupakan cabang fizik dan sains kejuruteraan, menerangkan kesan kerja, haba dan tenaga ke atas sistem. Untuk memahami termodinamik, adalah penting untuk memahami undang-undang saintifik tentang pemuliharaan tenaga, yang menyatakan bahawa tenaga tidak dicipta atau dimusnahkan hanya boleh mengubah bentuknya. Tenaga melakukan ini dalam termodinamik melalui pemindahan haba.

Mekanik cecair

Mekanik bendalir melibatkan cecair, gas dan plasma, termasuk cara ia berfungsi dan cara ia bertindak balas terhadap daya yang dikenakan ke atasnya. Kategori ini boleh dipecahkan kepada statik bendalir dan dinamik bendalir. Statik bendalir ialah apabila bendalir dalam keadaan rehat manakala dinamik bendalir berkaitan dengan aliran bendalir. Dinamik bendalir adalah bidang kajian yang penting dan termasuk dalam kebanyakan proses perindustrian, terutamanya yang melibatkan pemindahan haba.

Pemindahan haba dan pemindahan jisim

Jurutera terma mengkaji pemindahan haba, yang melibatkan penciptaan, penggunaan, penukaran dan pertukaran haba antara sistem. Pemindahan haba dibahagikan kepada beberapa mekanisme, termasuk:

Pengaliran haba: Juga dipanggil resapan, pengaliran haba ialah pertukaran langsung tenaga kinetik zarah antara dua sistem apabila satu sistem berada pada suhu yang berbeza daripada yang lain atau persekitarannya.

Perolakan haba: Perolakan haba melibatkan pemindahan jisim dari satu kawasan ke kawasan yang lain. Ia berlaku apabila sebahagian besar bendalir memindahkan haba apabila jirim dalam bendalir bergerak.

Sinaran terma: Sinaran terma ialah pemindahan haba oleh sinaran elektromagnet tanpa memerlukan jirim untuk hadir di antara sistem. Cahaya matahari adalah contoh sinaran yang baik.

Bagaimana kejuruteraan haba berfungsi?

Banyak loji pemprosesan menggunakan mesin yang menggunakan pemindahan haba. Jurutera haba bertanggungjawab untuk memastikan jumlah tenaga yang betul dipindahkan untuk operasi mesin. Terlalu banyak tenaga dan komponen boleh menjadi terlalu panas dan gagal. Tenaga yang terlalu sedikit dan seluruh mesin boleh dimatikan.

Beberapa sistem yang menggunakan pemindahan haba dan mungkin memerlukan jurutera haba termasuk:

Enjin pembakaran

Sistem udara termampat

Sistem penyejukan, termasuk untuk cip komputer

Penukar haba

HVAC

Pemanas dengan proses

Sistem penyejukan

Pemanasan suria

Penebat haba

Loji kuasa haba

Apakah yang dilakukan oleh jurutera haba?

Jurutera terma menggunakan latar belakang mereka dalam termodinamik untuk mencipta, menyelenggara atau membaiki sistem mekanikal. Sistem biasanya melibatkan proses yang memindahkan tenaga haba ke dalam atau keluar daripada bentuk tenaga lain. Haba biasanya dipindahkan melalui bendalir, seperti cecair atau gas, jadi pengetahuan yang kukuh tentang dinamik bendalir adalah penting.&

Mereka juga berfungsi pada sistem pelbagai skala, daripada sangat besar, seperti enjin kapal terbang atau pemanas industri, kepada sangat kecil, seperti dalam elektronik. Kadangkala jurutera haba bekerja pada projek teori dan bukannya membina atau membaiki sistem yang telah siap. Aktiviti dan tanggungjawab mungkin termasuk: