Varmaverkfræði
Varmaverkfræði er sérhæfð undirgrein vélaverkfræði sem fjallar um hreyfingu varmaorku og flutning. Hægt er að flytja orkuna á milli tveggja miðla eða umbreyta í önnur orkuform.
Þættir varmaverkfræði
Varmaverkfræði felur í sér varmafræði, fljótandi vélfræði og hita- og massaflutning. Þessi þekking er mikilvæg þegar nánast hvaða vél er notuð. Kerfi upplifa hitauppsöfnun frá vélrænum þáttum og rafrásum. Þessi hiti, ef hann er ekki endursendur, getur skemmt kerfið. Varmaverkfræðingar vinna að því að hanna aðdáendur eða vökvahringrásir til að stjórna innra hitastigi tækisins. Tölvur og rafhlöður í bílum eru tvö dæmi um þessa meginreglu í verki.
Varmafræði
Varmafræði er vísindi um orku, þar á meðal framleiðslu, geymslu, flutning og umbreytingu. Hitaaflfræði, sem er grein bæði eðlis- og verkfræðivísinda, útskýrir áhrif vinnu, hita og orku á kerfi. Til að skilja varmafræði er mikilvægt að skilja vísindalögmálið um orkusparnað, sem segir að orka sé hvorki búin til né eyðilögð hún geti aðeins breytt um form. Orka gerir þetta í varmafræði með flutningi varma.
Vökvafræði
Vökvafræði snertir vökva, lofttegundir og plasma, þar með talið hvernig þeir virka og hvernig þeir bregðast við kröftum sem beitt er á þá. Hægt er að skipta þessum flokki niður í vökvastöðufræði og vökvavirkni. Vökvastöðugleiki er þegar vökvar eru í hvíld á meðan vökvavirkni fjallar um vökvaflæði. Vökvavirkni er mikilvægt fræðasvið og er innifalið í flestum iðnaðarferlum, sérstaklega þeim sem fela í sér hitaflutning.
Hitaflutningur og massaflutningur
Varmaverkfræðingar rannsaka varmaflutning sem snýr að sköpun, nýtingu, umbreytingu og skipti á varma milli kerfa. Hitaflutningur er skipt í nokkra aðferðir, þar á meðal:
Varmaleiðni: Einnig kölluð dreifing, varmaleiðni er bein skipting á hreyfiorku agna milli tveggja kerfa þegar eitt kerfi er við annað hitastig en annað eða umhverfi þess.
Varmaflutningur: Varmaflutningur felur í sér flutning massa frá einu svæði til annars. Það gerist þegar meginhluti vökva flytur hita þegar efni innan vökvans hreyfist.
Varmageislun: Varmageislun er varmaflutningur með rafsegulgeislun án þess að efni sé til staðar á milli kerfa. Sólskin er gott dæmi um geislun.
Hvernig virkar varmaverkfræði?
Margar vinnslustöðvar nota vélar sem nýta varmaflutning. Hitaverkfræðingur ber ábyrgð á því að rétt magn af orku sé flutt fyrir rekstur vélarinnar. Of mikil orka og íhlutirnir gætu ofhitnað og bilað. Of lítil orka og öll vélin gæti stöðvast.
Sum kerfi sem nota varmaflutning og gætu krafist varmaverkfræðings eru:
Brunavélar
Þrýstiloftskerfi
Kælikerfi, þar á meðal fyrir tölvukubba
Varmaskiptarar
Loftræstikerfi
Vinnukenndir ofnar
Kælikerfi
Sólarhitun
Hitaeinangrun
Varmavirkjanir
Hvað gerir varmaverkfræðingur?
Varmaverkfræðingar nota bakgrunn sinn í varmafræði til að búa til, viðhalda eða gera við vélræn kerfi. Kerfin fela venjulega í sér ferli sem flytur varmaorku inn eða út úr öðrum orkuformum. Hitinn er venjulega fluttur í gegnum vökva, svo sem vökva eða lofttegundir, svo mikil þekking á vökvavirkni er mikilvæg.&
Þeir vinna einnig á kerfum af ýmsum stærðargráðum, allt frá mjög stórum, eins og flugvélarhreyfli eða iðnaðarhitara, til mjög lítilla, svo sem innan rafeindatækni. Stundum vinna varmaverkfræðingar að fræðilegum verkefnum frekar en að byggja eða gera við fullbúin kerfi. Starfsemi og ábyrgð getur falið í sér: