തെർമൽ എഞ്ചിനീയറിംഗ്
താപ ഊർജ്ജത്തിന്റെയും കൈമാറ്റത്തിന്റെയും ചലനത്തെ കൈകാര്യം ചെയ്യുന്ന മെക്കാനിക്കൽ എഞ്ചിനീയറിംഗിന്റെ ഒരു പ്രത്യേക ഉപവിഭാഗമാണ് തെർമൽ എഞ്ചിനീയറിംഗ്. ഊർജ്ജം രണ്ട് മാധ്യമങ്ങൾക്കിടയിൽ കൈമാറ്റം ചെയ്യപ്പെടാം അല്ലെങ്കിൽ മറ്റ് ഊർജ്ജ രൂപങ്ങളാക്കി മാറ്റാം.
തെർമൽ എഞ്ചിനീയറിംഗിന്റെ വശങ്ങൾ
തെർമൽ എഞ്ചിനീയറിംഗിൽ തെർമോഡൈനാമിക്സ്, ലിക്വിഡ് മെക്കാനിക്സ്, ഹീറ്റ് ആൻഡ് മാസ് ട്രാൻസ്ഫർ എന്നിവ ഉൾപ്പെടുന്നു. മിക്കവാറും എല്ലാ മെഷീനുകളും പ്രവർത്തിപ്പിക്കുമ്പോൾ ഈ അറിവ് പ്രധാനമാണ്. മെക്കാനിക്കൽ മൂലകങ്ങളിൽ നിന്നും വൈദ്യുത സർക്യൂട്ടുകളിൽ നിന്നും സിസ്റ്റങ്ങൾക്ക് ചൂട് വർദ്ധിക്കുന്നു. ഈ ചൂട്, റീഡയറക്ട് ചെയ്തില്ലെങ്കിൽ, സിസ്റ്റത്തെ തകരാറിലാക്കും. ഉപകരണത്തിന്റെ ആന്തരിക താപനില നിയന്ത്രിക്കുന്നതിന് ഫാനുകളുടെയോ ലിക്വിഡ് സർക്കുലേറ്ററുകളുടെയോ ഉൾപ്പെടുത്തൽ രൂപകൽപ്പന ചെയ്യാൻ തെർമൽ എഞ്ചിനീയർമാർ പ്രവർത്തിക്കുന്നു. കമ്പ്യൂട്ടറുകളും കാർ ബാറ്ററികളും ഈ തത്വത്തിന്റെ രണ്ട് ഉദാഹരണങ്ങളാണ്.
തെർമോഡൈനാമിക്സ്
ഉത്പാദനം, സംഭരണം, കൈമാറ്റം, പരിവർത്തനം എന്നിവയുൾപ്പെടെയുള്ള ഊർജ്ജത്തിന്റെ ശാസ്ത്രമാണ് തെർമോഡൈനാമിക്സ്. ഭൗതികശാസ്ത്രത്തിന്റെയും എഞ്ചിനീയറിംഗ് സയൻസിന്റെയും ഒരു ശാഖയായ തെർമോഡൈനാമിക്സ്, ഒരു സിസ്റ്റത്തിൽ ജോലി, ചൂട്, ഊർജ്ജം എന്നിവയുടെ ഫലങ്ങളെ വിശദീകരിക്കുന്നു. തെർമോഡൈനാമിക്സ് മനസ്സിലാക്കാൻ, ഊർജ്ജ സംരക്ഷണത്തെക്കുറിച്ചുള്ള ശാസ്ത്രീയ നിയമം മനസ്സിലാക്കേണ്ടത് പ്രധാനമാണ്, ഊർജ്ജം സൃഷ്ടിക്കപ്പെടുകയോ നശിപ്പിക്കപ്പെടുകയോ ചെയ്തിട്ടില്ല, അതിന്റെ രൂപം മാറ്റാൻ മാത്രമേ കഴിയൂ. താപത്തിന്റെ കൈമാറ്റം വഴി തെർമോഡൈനാമിക്സിൽ ഊർജ്ജം ഇത് ചെയ്യുന്നു.
ഫ്ലൂയിഡ് മെക്കാനിക്സ്
ദ്രാവക മെക്കാനിക്സ്, ദ്രാവകങ്ങൾ, വാതകങ്ങൾ, പ്ലാസ്മകൾ എന്നിവയെ ബാധിക്കുന്നു, അവ എങ്ങനെ പ്രവർത്തിക്കുന്നു, അവയിൽ പ്രയോഗിക്കുന്ന ശക്തികളോട് എങ്ങനെ പ്രതികരിക്കുന്നു എന്നിവ ഉൾപ്പെടുന്നു. ഈ വിഭാഗത്തെ ഫ്ലൂയിഡ് സ്റ്റാറ്റിക്സ്, ഫ്ലൂയിഡ് ഡൈനാമിക്സ് എന്നിങ്ങനെ വിഭജിക്കാം. ഫ്ളൂയിഡ് ഡൈനാമിക്സ് ദ്രാവക പ്രവാഹത്തെ കൈകാര്യം ചെയ്യുമ്പോൾ ദ്രാവകങ്ങൾ വിശ്രമിക്കുന്നതാണ് ഫ്ലൂയിഡ് സ്റ്റാറ്റിക്സ്. ഫ്ലൂയിഡ് ഡൈനാമിക്സ് ഒരു പ്രധാന പഠന മേഖലയാണ്, ഇത് മിക്ക വ്യാവസായിക പ്രക്രിയകളിലും ഉൾപ്പെടുന്നു, പ്രത്യേകിച്ച് താപത്തിന്റെ കൈമാറ്റം ഉൾപ്പെടുന്നവ.
താപ കൈമാറ്റവും ബഹുജന കൈമാറ്റവും
താപ എഞ്ചിനീയർമാർ താപ കൈമാറ്റം പഠിക്കുന്നു, ഇത് സിസ്റ്റങ്ങൾക്കിടയിൽ താപത്തിന്റെ സൃഷ്ടി, ഉപയോഗം, പരിവർത്തനം, കൈമാറ്റം എന്നിവയെ ബാധിക്കുന്നു. താപ കൈമാറ്റം ഇനിപ്പറയുന്നവ ഉൾപ്പെടെ നിരവധി സംവിധാനങ്ങളായി തിരിച്ചിരിക്കുന്നു:
താപ ചാലകം: ഡിഫ്യൂഷൻ എന്നും അറിയപ്പെടുന്നു, ഒരു സിസ്റ്റം മറ്റൊന്നിൽ നിന്നോ ചുറ്റുപാടിൽ നിന്നോ വ്യത്യസ്തമായ താപനിലയിൽ ആയിരിക്കുമ്പോൾ രണ്ട് സിസ്റ്റങ്ങൾക്കിടയിൽ കണികകളുടെ ഗതികോർജ്ജത്തിന്റെ നേരിട്ടുള്ള കൈമാറ്റമാണ് താപ ചാലകം.
താപ സംവഹനം: താപ സംവഹനത്തിൽ ഒരു പ്രദേശത്ത് നിന്ന് മറ്റൊന്നിലേക്ക് പിണ്ഡം കൈമാറ്റം ചെയ്യപ്പെടുന്നു. ദ്രാവകത്തിനുള്ളിലെ ദ്രവ്യം നീങ്ങുമ്പോൾ ഒരു ദ്രാവകത്തിന്റെ ഭൂരിഭാഗവും താപം കൈമാറുമ്പോൾ ഇത് സംഭവിക്കുന്നു.
താപ വികിരണം: സിസ്റ്റങ്ങൾക്കിടയിൽ ദ്രവ്യത്തിന്റെ സാന്നിധ്യം ആവശ്യമില്ലാതെ വൈദ്യുതകാന്തിക വികിരണം വഴിയുള്ള താപ കൈമാറ്റമാണ് താപ വികിരണം. റേഡിയേഷന്റെ ഉത്തമ ഉദാഹരണമാണ് സൂര്യപ്രകാശം.
തെർമൽ എഞ്ചിനീയറിംഗ് എങ്ങനെയാണ് പ്രവർത്തിക്കുന്നത്?
പല പ്രോസസ്സിംഗ് പ്ലാന്റുകളും താപ കൈമാറ്റം ഉപയോഗിക്കുന്ന യന്ത്രങ്ങൾ ഉപയോഗിക്കുന്നു. യന്ത്രത്തിന്റെ പ്രവർത്തനത്തിന് ആവശ്യമായ ഊർജ്ജം കൈമാറ്റം ചെയ്യപ്പെടുന്നുവെന്ന് ഉറപ്പാക്കാൻ തെർമൽ എഞ്ചിനീയർ ബാധ്യസ്ഥനാണ്. വളരെയധികം ഊർജ്ജവും ഘടകങ്ങളും അമിതമായി ചൂടാകുകയും പരാജയപ്പെടുകയും ചെയ്യും. വളരെ കുറച്ച് ഊർജ്ജം, മുഴുവൻ മെഷീനും ഷട്ട്ഡൗൺ ചെയ്യാം.
താപ കൈമാറ്റം ഉപയോഗിക്കുന്ന ചില സിസ്റ്റങ്ങളിൽ ഇവ ഉൾപ്പെടുന്നു:
ജ്വലന എഞ്ചിനുകൾ
കംപ്രസ് ചെയ്ത എയർ സിസ്റ്റങ്ങൾ
കമ്പ്യൂട്ടർ ചിപ്പുകൾ ഉൾപ്പെടെയുള്ള തണുപ്പിക്കൽ സംവിധാനങ്ങൾ
ചൂട് എക്സ്ചേഞ്ചറുകൾ
HVAC
പ്രോസസ്സ്-ഫയർ ഹീറ്ററുകൾ
ശീതീകരണ സംവിധാനങ്ങൾ
സോളാർ ചൂടാക്കൽ
താപ പ്രതിരോധം
താപവൈദ്യുത നിലയങ്ങൾ
ഒരു തെർമൽ എഞ്ചിനീയർ എന്താണ് ചെയ്യുന്നത്?
മെക്കാനിക്കൽ സംവിധാനങ്ങൾ സൃഷ്ടിക്കുന്നതിനും പരിപാലിക്കുന്നതിനും നന്നാക്കുന്നതിനും തെർമൽ എഞ്ചിനീയർമാർ തെർമോഡൈനാമിക്സിൽ അവരുടെ പശ്ചാത്തലം ഉപയോഗിക്കുന്നു. സിസ്റ്റങ്ങളിൽ സാധാരണയായി താപ ഊർജ്ജത്തെ മറ്റ് ഊർജ്ജ രൂപങ്ങളിലേക്കോ പുറത്തേക്കോ മാറ്റുന്ന ഒരു പ്രക്രിയ ഉൾപ്പെടുന്നു. ദ്രാവകങ്ങൾ അല്ലെങ്കിൽ വാതകങ്ങൾ പോലുള്ള ദ്രാവകങ്ങളിലൂടെയാണ് ചൂട് സാധാരണയായി കൈമാറ്റം ചെയ്യപ്പെടുന്നത്, അതിനാൽ ദ്രാവക ചലനാത്മകതയെക്കുറിച്ചുള്ള ശക്തമായ അറിവ് പ്രധാനമാണ്.
വിമാന എഞ്ചിൻ അല്ലെങ്കിൽ വ്യാവസായിക ഹീറ്റർ പോലെയുള്ള വളരെ വലുത് മുതൽ ഇലക്ട്രോണിക്സ് ഉള്ളിൽ പോലെ വളരെ ചെറുത് വരെയുള്ള വിവിധ സ്കെയിലുകളുടെ സിസ്റ്റങ്ങളിലും അവർ പ്രവർത്തിക്കുന്നു. ചിലപ്പോൾ തെർമൽ എഞ്ചിനീയർമാർ യഥാർത്ഥത്തിൽ പൂർത്തിയാക്കിയ സിസ്റ്റങ്ങൾ നിർമ്മിക്കുന്നതിനോ നന്നാക്കുന്നതിനോ പകരം സൈദ്ധാന്തിക പദ്ധതികളിൽ പ്രവർത്തിക്കുന്നു. പ്രവർത്തനങ്ങളിലും ഉത്തരവാദിത്തങ്ങളിലും ഉൾപ്പെടാം:
അപ്ഡേറ്റ് ചെയ്ത തീയതി
2024 ഓഗ 17