थर्मल अभियांत्रिकी
थर्मल अभियांत्रिकी ही यांत्रिक अभियांत्रिकीची एक विशेष उप-शाखा आहे जी उष्णता ऊर्जा आणि हस्तांतरणाच्या हालचालीशी संबंधित आहे. उर्जा दोन माध्यमांमध्ये हस्तांतरित केली जाऊ शकते किंवा उर्जेच्या इतर रूपांमध्ये रूपांतरित केली जाऊ शकते.
थर्मल अभियांत्रिकीचे पैलू
थर्मल अभियांत्रिकीमध्ये थर्मोडायनामिक्स, लिक्विड मेकॅनिक्स आणि उष्णता आणि वस्तुमान हस्तांतरण यांचा समावेश होतो. जवळजवळ कोणतीही मशीन चालवताना हे ज्ञान महत्वाचे आहे. यंत्रणांना यांत्रिक घटक आणि इलेक्ट्रिक सर्किट्समधून उष्णता निर्माण होण्याचा अनुभव येतो. ही उष्णता, पुनर्निर्देशित न केल्यास, सिस्टमला नुकसान होऊ शकते. औष्णिक अभियंते उपकरणाच्या अंतर्गत तापमानाचे नियमन करण्यासाठी पंखे किंवा द्रव परिसंवाहकांच्या समावेशाची रचना करण्यासाठी कार्य करतात. संगणक आणि कारच्या बॅटरी ही या तत्त्वाची दोन उदाहरणे आहेत.
थर्मोडायनामिक्स
थर्मोडायनामिक्स हे ऊर्जेचे विज्ञान आहे, ज्यामध्ये उत्पादन, साठवण, हस्तांतरण आणि रूपांतरण यांचा समावेश आहे. थर्मोडायनामिक्स, जी भौतिकशास्त्र आणि अभियांत्रिकी विज्ञान दोन्हीची एक शाखा आहे, प्रणालीवर कार्य, उष्णता आणि उर्जेचे परिणाम स्पष्ट करते. थर्मोडायनामिक्स समजून घेण्यासाठी, ऊर्जा संवर्धनाविषयीचा वैज्ञानिक कायदा समजून घेणे महत्त्वाचे आहे, जे असे सांगते की ऊर्जा निर्माण होत नाही किंवा नष्टही होत नाही फक्त त्याचे स्वरूप बदलू शकते. ऊर्जा हे उष्णतेच्या हस्तांतरणाद्वारे थर्मोडायनामिक्समध्ये करते.
द्रव यांत्रिकी
फ्लुइड मेकॅनिक्स हे द्रव, वायू आणि प्लाझ्मा यांच्याशी संबंधित असतात, ज्यात ते कसे कार्य करतात आणि त्यांच्यावर लागू केलेल्या शक्तींवर ते कसे प्रतिक्रिया देतात. ही श्रेणी फ्लुइड स्टॅटिक्स आणि फ्लुइड डायनॅमिक्समध्ये विभागली जाऊ शकते. फ्लुइड स्टॅटिक्स म्हणजे जेव्हा द्रवपदार्थ विश्रांतीवर असतात तर द्रव गतिशीलता द्रव प्रवाहाशी संबंधित असते. फ्लुइड डायनॅमिक्स हे अभ्यासाचे एक महत्त्वाचे क्षेत्र आहे आणि बहुतेक औद्योगिक प्रक्रियांमध्ये त्याचा समावेश केला जातो, विशेषत: ज्यामध्ये उष्णता हस्तांतरणाचा समावेश असतो.
उष्मा हस्तांतरण आणि वस्तुमान हस्तांतरण
औष्णिक अभियंते उष्णता हस्तांतरणाचा अभ्यास करतात, ज्यामध्ये सिस्टम्समधील उष्णतेची निर्मिती, उपयोग, रूपांतरण आणि देवाणघेवाण यांचा संबंध आहे. उष्णता हस्तांतरण अनेक यंत्रणांमध्ये विभागले गेले आहे, यासह:
उष्णता वाहक: याला प्रसार देखील म्हणतात, उष्णता वाहक म्हणजे दोन प्रणालींमधील कणांच्या गतिज उर्जेची थेट देवाणघेवाण जेव्हा एक प्रणाली दुसर्या किंवा तिच्या सभोवतालच्या तापमानापेक्षा भिन्न तापमानावर असते.
उष्णता संवहन: उष्णता संवहनामध्ये वस्तुमान एका क्षेत्रातून दुसर्या भागात हस्तांतरित केले जाते. हे घडते जेव्हा द्रवपदार्थाचा बराचसा भाग द्रवपदार्थाच्या आतल्या पदार्थाप्रमाणे उष्णता हस्तांतरित करतो.
थर्मल रेडिएशन: थर्मल रेडिएशन म्हणजे विद्युत चुंबकीय किरणोत्सर्गाद्वारे उष्णतेचे हस्तांतरण म्हणजे प्रणालींमध्ये पदार्थ असणे आवश्यक नसते. सूर्यप्रकाश हे रेडिएशनचे उत्तम उदाहरण आहे.
थर्मल अभियांत्रिकी कसे कार्य करते?
अनेक प्रक्रिया संयंत्रे उष्मा हस्तांतरण वापरणारी मशीन वापरतात. मशीनच्या ऑपरेशनसाठी योग्य प्रमाणात ऊर्जा हस्तांतरित केली जाईल याची खात्री करण्यासाठी थर्मल अभियंता जबाबदार आहे. खूप ऊर्जा आणि घटक जास्त गरम होऊ शकतात आणि अयशस्वी होऊ शकतात. खूप कमी ऊर्जा आणि संपूर्ण मशीन बंद होऊ शकते.
उष्णता हस्तांतरण वापरणार्या आणि थर्मल अभियंता आवश्यक असलेल्या काही प्रणालींमध्ये हे समाविष्ट आहे:
ज्वलन इंजिन
कॉम्प्रेस्ड एअर सिस्टम
संगणक चिप्ससह कूलिंग सिस्टम
उष्णता एक्सचेंजर्स
HVAC
प्रक्रिया-उडाला हीटर्स
रेफ्रिजरेशन सिस्टम्स
सोलर हीटिंग
थर्मल इन्सुलेशन
थर्मल पॉवर प्लांट्स
थर्मल इंजिनियर काय करतो?
थर्मल अभियंते यांत्रिक प्रणाली तयार करण्यासाठी, देखरेख करण्यासाठी किंवा दुरुस्त करण्यासाठी थर्मोडायनामिक्समध्ये त्यांची पार्श्वभूमी वापरतात. प्रणालींमध्ये सामान्यतः अशी प्रक्रिया असते जी उष्णता ऊर्जा इतर प्रकारच्या उर्जेमध्ये किंवा बाहेर हस्तांतरित करते. उष्णता सामान्यत: द्रवपदार्थांद्वारे हस्तांतरित केली जाते, जसे की द्रव किंवा वायू, त्यामुळे द्रव गतिशीलतेचे सखोल ज्ञान महत्त्वाचे आहे.&
ते विमान इंजिन किंवा इंडस्ट्रियल हीटरसारख्या अत्यंत मोठ्या ते अगदी लहान, जसे की इलेक्ट्रॉनिक्समधील विविध स्केलच्या प्रणालींवर देखील कार्य करतात. काहीवेळा थर्मल अभियंते पूर्ण झालेल्या सिस्टीमची निर्मिती किंवा दुरुस्ती करण्याऐवजी सैद्धांतिक प्रकल्पांवर काम करतात. क्रियाकलाप आणि जबाबदाऱ्यांमध्ये हे समाविष्ट असू शकते:
या रोजी अपडेट केले
१७ ऑग, २०२४