Hvad er termodynamisk analyse?
Termodynamisk analyse bruges af ingeniører til at evaluere, hvordan energi påvirker ydelsen af mekaniske systemer. Den bruger matematiske modeller til at bestemme virkningerne af forskellige energiindgange og nogle af de energiudgange, der følger af en maskins drift. Ingeniører udvikler modeller for at illustrere de variabler, der har en direkte indflydelse på systemets energikredsløb. Almindelige systemer, der evalueres med en termodynamisk analyse, er forbrændingsmotorer og dampcyklusser.
En del af en termodynamisk analyse undersøger, hvordan energi bevæger sig gennem et mekanisk system, såsom en motor. Det forklarer, hvordan denne energi får systemet til at fungere. For eksempel interagerer et køretøjs forbrændingsmotor, den energi, der produceres ved at brænde benzin, med motorens dele, hvilket producerer den krævede kraft til, at bilen eller lastbilen kan bevæge sig. Den termodynamiske analyse forsøger at forklare, hvordan denne proces fungerer.
Givet forskellige energiinputværdier kan termodynamisk analyse bruges til at bestemme ydelsesintervaller for et mekanisk system. Matematiske modeller er konstrueret til at etablere bestemte parametre eller love. Kort sagt forklarer disse modeller, hvordan hvis "x" mængde energi sættes i systemet, vil den fungere på "y" -niveau. Potentielle responser måles også i en termodynamisk analyse for at bestemme systemernes ydelsesgrænser.
Den analytiske proces nedbrydes og isolerer de forskellige energikilder, som et system har brug for for at producere strøm. Den undersøger, hvordan disse energikilder interagerer med hinanden på hvert trin i processen. Igen ved at bruge eksemplet på en bilmotor ville hvert hovedelement i systemet - såsom benzin, tryk og temperatur - adskilles, og det ville blive bestemt på hvilket tidspunkt visse elementer og interaktioner ville forårsage forskellige reaktioner i motoren. For eksempel ved ingeniører, at når benzin opvarmes, hvilket udløses af bilens tændingsproces, udvides og forbrændes det for at give køretøjet bevægelseskraft.
I en termodynamisk analyse karakteriseres ydelsen af et mekanisk system normalt som en proces, der er opdelt i specifikke trin. Mens de separate trin typisk vil bygge på hinanden, undersøges hver enkelt for at bestemme, hvordan det bidrager til driften af systemet, og om det direkte påvirker den mængde strøm, som systemet genererer. Fra disse procestrin udvikler ingeniører en sandsynlig matematisk model, der kan bruges til at forudsige ydeevne.
De matematiske modeller, som ingeniører udvikler, vil variere afhængigt af typen af mekanisk system, der evalueres. De fleste involverer algebraiske ligninger, da en termodynamisk analyse ofte omhandler et sæt kendte og ukendte variabler. Flere ligninger kan oprettes for at forklare interdynamikken i det mekaniske system og dets strømkilder.