Ջերմային ճարտարագիտություն
Ջերմային ճարտարագիտությունը մեքենաշինության մասնագիտացված ենթագիտություն է, որը վերաբերում է ջերմային էներգիայի շարժմանը և փոխանցմանը: Էներգիան կարող է փոխանցվել երկու միջավայրերի միջև կամ փոխակերպվել էներգիայի այլ ձևերի։
Ջերմային ճարտարագիտության ասպեկտները
Ջերմային ճարտարագիտությունը ներառում է թերմոդինամիկա, հեղուկների մեխանիկա և ջերմության և զանգվածի փոխանցում: Այս գիտելիքը կարևոր է գրեթե ցանկացած մեքենա շահագործելիս: Համակարգերը զգում են ջերմության կուտակում մեխանիկական տարրերից և էլեկտրական սխեմաներից: Այս ջերմությունը, եթե չվերահղվի, կարող է վնասել համակարգը: Ջերմային ինժեներները աշխատում են սարքի ներքին ջերմաստիճանը կարգավորելու համար օդափոխիչների կամ հեղուկ շրջանառության սարքերի նախագծման վրա: Համակարգիչները և մեքենաների մարտկոցները գործողության մեջ այս սկզբունքի երկու օրինակ են:
Թերմոդինամիկա
Թերմոդինամիկան էներգիայի գիտություն է, ներառյալ արտադրությունը, պահեստավորումը, փոխանցումը և փոխակերպումը: Թերմոդինամիկան, որը և՛ ֆիզիկայի, և՛ ինժեներական գիտության ճյուղ է, բացատրում է աշխատանքի, ջերմության և էներգիայի ազդեցությունը համակարգի վրա: Թերմոդինամիկան հասկանալու համար կարևոր է հասկանալ էներգիայի պահպանման մասին գիտական օրենքը, որն ասում է, որ էներգիան չի ստեղծվում կամ ոչնչացվում, կարող է միայն փոխել իր ձևը: Էներգիան դա անում է թերմոդինամիկայի մեջ ջերմության փոխանցման միջոցով:
Հեղուկների մեխանիկա
Հեղուկների մեխանիկան վերաբերում է հեղուկներին, գազերին և պլազմաներին, ներառյալ, թե ինչպես են նրանք գործում և ինչպես են արձագանքում դրանց վրա կիրառվող ուժերին: Այս կատեգորիան կարելի է բաժանել հեղուկի ստատիկ և հեղուկ դինամիկայի: Հեղուկի ստատիկան այն է, երբ հեղուկները հանգստանում են, մինչդեռ հեղուկի դինամիկան վերաբերում է հեղուկի հոսքին: Հեղուկի դինամիկան ուսումնասիրության կարևոր ոլորտ է և ներառված է արդյունաբերական գործընթացների մեծ մասում, հատկապես ջերմության փոխանցման գործընթացներում:
Ջերմության փոխանցում և զանգվածային փոխանցում
Ջերմային ինժեներները ուսումնասիրում են ջերմության փոխանցումը, որը վերաբերում է համակարգերի միջև ջերմության ստեղծմանը, օգտագործմանը, փոխակերպմանը և փոխանակմանը: Ջերմության փոխանցումը բաժանված է մի քանի մեխանիզմների, ներառյալ.
Ջերմային փոխանցում: Նաև կոչվում է դիֆուզիա, ջերմային հաղորդունակությունը մասնիկների կինետիկ էներգիայի ուղղակի փոխանակումն է երկու համակարգերի միջև, երբ մի համակարգ գտնվում է մյուսից կամ նրա շրջակայքից տարբեր ջերմաստիճանում:
Ջերմային կոնվեկցիա. Ջերմային կոնվեկցիան ներառում է զանգվածի փոխանցում մի տարածքից մյուսը: Դա տեղի է ունենում, երբ հեղուկի մեծ մասը ջերմություն է փոխանցում հեղուկի ներսում նյութի շարժման ժամանակ:
Ջերմային ճառագայթում. Ջերմային ճառագայթումը ջերմության փոխանցում է էլեկտրամագնիսական ճառագայթման միջոցով՝ առանց համակարգերի միջև նյութի առկայության անհրաժեշտության: Արևի լույսը ճառագայթման լավ օրինակ է:
Ինչպե՞ս է աշխատում ջերմային ճարտարագիտությունը:
Շատ վերամշակող գործարաններ օգտագործում են մեքենաներ, որոնք օգտագործում են ջերմության փոխանցում: Ջերմային ինժեները պատասխանատու է մեքենայի շահագործման համար էներգիայի ճիշտ քանակի փոխանցման համար: Չափից շատ էներգիա և բաղադրիչները կարող են գերտաքանալ և խափանվել: Չափազանց քիչ էներգիա, և ամբողջ մեքենան կարող է անջատվել:
Որոշ համակարգեր, որոնք օգտագործում են ջերմային փոխանցում և կարող են պահանջել ջերմային ինժեներ, ներառում են.
Այրման շարժիչներ
Սեղմված օդի համակարգեր
Սառեցման համակարգեր, ներառյալ համակարգչային չիպերի համար
Ջերմափոխանակիչներ
HVAC
Գործընթացային վառարաններ
Սառնարանային համակարգեր
Արևային ջեռուցում
Ջերմամեկուսացում
Ջերմաէլեկտրակայաններ
Ի՞նչ է անում ջերմային ինժեները:
Ջերմային ինժեներները օգտագործում են թերմոդինամիկայի իրենց նախապատմությունը մեխանիկական համակարգեր ստեղծելու, պահպանելու կամ վերանորոգելու համար: Համակարգերը սովորաբար ներառում են մի գործընթաց, որը ջերմային էներգիա է փոխանցում էներգիայի այլ ձևերի մեջ կամ դուրս: Ջերմությունը սովորաբար փոխանցվում է հեղուկների միջոցով, ինչպիսիք են հեղուկները կամ գազերը, ուստի հեղուկի դինամիկայի լավ իմացությունը կարևոր է:
Նրանք նաև աշխատում են տարբեր մասշտաբների համակարգերի վրա՝ չափազանց մեծից, օրինակ՝ ինքնաթիռի շարժիչից կամ արդյունաբերական ջեռուցիչից մինչև շատ փոքր, օրինակ՝ էլեկտրոնիկայի ներսում: Երբեմն ջերմային ինժեներները աշխատում են տեսական նախագծերի վրա, այլ ոչ թե իրականում կառուցել կամ վերանորոգել ավարտված համակարգերը: Գործողությունները և պարտականությունները կարող են ներառել.
Վերջին թարմացումը՝
17 օգս, 2024 թ.