Learn Thermal Engineering

Thermische techniek

Thermische engineering is een gespecialiseerde subdiscipline van werktuigbouwkunde die zich bezighoudt met de beweging van warmte-energie en overdracht. De energie kan worden overgedragen tussen twee media of worden omgezet in andere vormen van energie.

Aspecten van thermische techniek

Thermische engineering omvat thermodynamica, vloeistofmechanica en warmte- en massaoverdracht. Deze kennis is belangrijk bij het bedienen van vrijwel elke machine. Systemen ervaren warmteophoping van mechanische elementen en elektrische circuits. Deze hitte kan, indien niet omgeleid, het systeem beschadigen. Thermische ingenieurs werken aan het ontwerpen van ventilatoren of vloeistofcirculatoren om de interne temperatuur van het apparaat te regelen. Computers en autobatterijen zijn twee voorbeelden van dit principe in actie.

Thermodynamica

Thermodynamica is de wetenschap van energie, inclusief productie, opslag, overdracht en conversie. Thermodynamica, een tak van zowel de natuurkunde als de technische wetenschap, verklaart de effecten van arbeid, warmte en energie op een systeem. Om de thermodynamica te begrijpen, is het belangrijk om de wetenschappelijke wet over energiebesparing te begrijpen, die stelt dat energie niet wordt gecreëerd of vernietigd, maar alleen van vorm kan veranderen. Energie doet dit in de thermodynamica door de overdracht van warmte.

Vloeistofmechanica

Vloeistofmechanica heeft betrekking op vloeistoffen, gassen en plasma's, inclusief hoe ze functioneren en hoe ze reageren op krachten die erop worden uitgeoefend. Deze categorie kan worden onderverdeeld in vloeistofstatica en vloeistofdynamica. Vloeistofstatistiek is wanneer vloeistoffen in rust zijn, terwijl vloeistofdynamica zich bezighoudt met vloeistofstroming. Vloeistofdynamica is een belangrijk studiegebied en maakt deel uit van de meeste industriële processen, vooral die waarbij warmte wordt overgedragen.

Warmteoverdracht en massaoverdracht

Thermische ingenieurs bestuderen warmteoverdracht, die betrekking heeft op de creatie, het gebruik, de conversie en de uitwisseling van warmte tussen systemen. Warmteoverdracht is onderverdeeld in verschillende mechanismen, waaronder:

Warmtegeleiding: Ook wel diffusie genoemd, warmtegeleiding is de directe uitwisseling van kinetische energie van deeltjes tussen twee systemen wanneer het ene systeem een ​​andere temperatuur heeft dan het andere of zijn omgeving.

Warmteconvectie: Warmteconvectie omvat de overdracht van massa van het ene gebied naar het andere. Het treedt op wanneer het grootste deel van een vloeistof warmte overdraagt ​​terwijl materie in de vloeistof beweegt.

Thermische straling: Thermische straling is warmteoverdracht door elektromagnetische straling zonder dat er materie tussen systemen aanwezig hoeft te zijn. Zonneschijn is een goed voorbeeld van straling.

Hoe werkt thermische engineering?

Veel verwerkingsfabrieken gebruiken machines die gebruikmaken van warmteoverdracht. De thermische ingenieur is ervoor verantwoordelijk dat de juiste hoeveelheid energie wordt overgedragen voor de werking van de machine. Te veel energie en de componenten kunnen oververhit raken en defect raken. Te weinig energie en de hele machine kan worden uitgeschakeld.

Sommige systemen die warmteoverdracht gebruiken en waarvoor mogelijk een thermische ingenieur nodig is, zijn onder meer:

Verbrandingsmotoren

Perslucht systemen

Koelsystemen, ook voor computerchips

Warmtewisselaars

HVAC

Procesgestookte heaters

Koelsystemen

Verwarming op zonne-energie

Thermische isolatie

Thermische energiecentrales

Wat doet een thermisch ingenieur?

Thermische ingenieurs gebruiken hun achtergrond in de thermodynamica om mechanische systemen te creëren, te onderhouden of te repareren. De systemen omvatten meestal een proces dat warmte-energie in of uit andere vormen van energie overbrengt. De warmte wordt meestal overgedragen via vloeistoffen, zoals vloeistoffen of gassen, dus een sterke kennis van vloeistofdynamica is belangrijk.

Ze werken ook aan systemen van verschillende schalen, van extreem groot, zoals een vliegtuigmotor of industriële verwarming, tot heel klein, zoals in de elektronica. Soms werken thermische ingenieurs aan theoretische projecten in plaats van daadwerkelijk voltooide systemen te bouwen of te repareren. Werkzaamheden en verantwoordelijkheden kunnen zijn: