¿Qué es la ingeniería térmica?
La ingeniería térmica es un amplio campo de ingeniería que abarca tecnologías que se ocupan de sistemas de calefacción y refrigeración, transferencia de calor y mecánica de fluidos. Los instrumentos que controlan la temperatura son esenciales en muchas áreas, incluida la industria de la energía eléctrica; la industria del automóvil; y la industria de calefacción, ventilación y aire acondicionado (HVAC). Los principios de la ingeniería térmica también son cruciales para la operación de vehículos y otras máquinas.
La transferencia de calor es una preocupación importante en el campo de la ingeniería térmica. La transferencia de energía, en forma de calor, a través de diferentes regiones físicas es un transmisor de calor. Cuando un área de alta temperatura está próxima a un área de temperatura más baja, el calor fluye naturalmente desde la región de temperatura más alta a la región de temperatura más baja. Este principio, conocido como conducción, se utiliza en muchos entornos de ingeniería térmica para aumentar o disminuir la temperatura de un sistema. El aislamiento, por ejemplo, minimiza la conducción de calor y mantiene las regiones de temperatura relativamente distintas.
El calentamiento y enfriamiento de líquidos es importante en muchos entornos industriales, y constituye otra rama de la ingeniería térmica. Un ingeniero en este campo también debe comprender la dinámica de fluidos. El refrigerante, una sustancia refrescante, se usa para reducir la temperatura de los procesos y evitar el sobrecalentamiento. La ebullición es otro método utilizado para crear vapor que puede condensarse al refinar un producto químico. El estudio de estos procesos ayuda a los ingenieros térmicos a determinar la regulación óptima de la temperatura en cada caso.
La ingeniería térmica también tiene aplicaciones fuera de las plantas industriales. Un ejemplo es la industria de HVAC, que se ocupa de la refrigeración, la ventilación y la regulación de la temperatura dentro de los edificios. Un edificio de oficinas en un clima cálido y húmedo puede necesitar más ventilación y aire acondicionado para promover la refrigeración que el mismo edificio en un clima frío. Los establecimientos comerciales como los restaurantes pueden requerir sistemas de refrigeración extensivos para el almacenamiento de alimentos. Todas estas consideraciones técnicas estarían dentro del ámbito de la ingeniería térmica.
En menor escala, los vehículos como los automóviles utilizan la ingeniería térmica en su función diaria. La calefacción y la refrigeración del automóvil se controlan mediante sistemas de gestión térmica integrados en el diseño. La transferencia de calor, la dinámica de fluidos y otros principios de la ingeniería térmica están funcionando en el enfriamiento del motor y el mantenimiento del flujo de aceite.
La ingeniería térmica es importante para el diseño de casi cualquier máquina. Los elementos mecánicos y los circuitos eléctricos generan calor durante el funcionamiento, y la acumulación de calor a menudo puede amenazar el dispositivo. Se agregan mecanismos de enfriamiento, generalmente ventiladores o circuladores de líquido, para compensar y ayudar a regular la temperatura interna de la máquina. Los dispositivos que usan este principio incluyen computadoras y baterías de automóviles.