Co je termodynamická analýza?

Termodynamická analýza je využívána inženýry k vyhodnocení vlivu energie na výkon mechanických systémů. Využívá matematické modely k určení účinků různých energetických vstupů a některých energetických výstupů, které jsou výsledkem provozu stroje. Inženýři vyvíjejí modely pro ilustraci proměnných, které mají přímý dopad na energetický cyklus systému. Běžné systémy, které jsou hodnoceny termodynamickou analýzou, jsou spalovací motory a parní cykly.

Část termodynamické analýzy zkoumá, jak se energie pohybuje v mechanickém systému, jako je motor. Vysvětluje, jak tato energie způsobuje fungování systému. Například, spalovací motor vozidla, energie produkovaná spalováním benzínu interaguje s částmi motoru a vytváří energii potřebnou pro to, aby se vůz nebo kamion udržely v pohybu. Termodynamická analýza se pokouší vysvětlit, jak tento proces funguje.

Vzhledem k různým vstupním hodnotám energie lze termodynamickou analýzu použít k určení výkonových rozsahů mechanického systému. Matematické modely jsou konstruovány tak, aby stanovily určité parametry nebo zákony. Zjednodušeně řečeno, tyto modely vysvětlují, jak je-li do systému vloženo „x“ množství energie, bude to fungovat na úrovni „y“. Potenciální odezvy se také měří termodynamickou analýzou, aby se stanovily meze výkonu systémů.

Analytický proces rozebírá a izoluje různé zdroje energie, které systém potřebuje k výrobě energie. Zkoumá, jak tyto zdroje energie vzájemně reagují v každém kroku procesu. Při opětovném použití příkladu automobilového motoru by se každý hlavní prvek systému - například benzín, tlak a teplota - oddělil a bylo by určeno, v jakém okamžiku by určité prvky a interakce způsobily různé reakce uvnitř motoru. Například inženýři vědí, že když se zahřívá benzín, který je spouštěn zapalovacím procesem automobilu, rozšiřuje se a spaluje, aby poskytl vozidlu sílu k pohybu.

V termodynamické analýze je výkon mechanického systému obvykle charakterizován jako proces, který je rozdělen do konkrétních kroků. Zatímco jednotlivé kroky se budou obvykle stavět na sobě, každý z nich je zkoumán, aby se určilo, jak přispívá k provozu systému a zda přímo ovlivňuje množství energie, kterou systém generuje. Z těchto kroků procesu inženýři vyvinou pravděpodobný matematický model, který lze použít k predikci výkonu.

Matematické modely, které inženýři vyvíjejí, se budou lišit v závislosti na typu mechanického systému, který je hodnocen. Většina zahrnuje algebraické rovnice, protože termodynamická analýza se často zabývá sadou známých a neznámých proměnných. Pro vysvětlení inter-dynamiky mechanického systému a jeho zdrojů energie může být vytvořeno několik rovnic.