Qu'est-ce que l'ingénierie thermique?
L'ingénierie thermique est un vaste domaine de l'ingénierie qui comprend des technologies relatives aux systèmes de chauffage et de refroidissement, au transfert de chaleur et à la mécanique des fluides. Les instruments de contrôle de la température sont essentiels dans de nombreux domaines, y compris le secteur de l’énergie électrique; l'industrie automobile; et l'industrie du chauffage, de la ventilation et de la climatisation (CVC). Les principes de l’ingénierie thermique sont également essentiels au fonctionnement des véhicules et des autres machines.
Le transfert de chaleur est une préoccupation majeure dans le domaine de l'ingénierie thermique. Le transfert d'énergie, sous forme de chaleur, à travers différentes régions physiques est un transmetteur de chaleur. Lorsqu'une zone de température élevée est proche d'une zone de température inférieure, la chaleur circule naturellement de la région à température supérieure à la région à température inférieure. Ce principe, appelé conduction, est utilisé dans de nombreux paramètres d’ingénierie thermique pour augmenter ou diminuer la température d’un système. L'isolation, par exemple, minimise la conduction de la chaleur et maintient les zones de température relativement distinctes.
Le chauffage et le refroidissement des liquides sont importants dans de nombreux contextes industriels et constituent une autre branche de l'ingénierie thermique. Un ingénieur dans ce domaine doit également comprendre la dynamique des fluides. Le liquide de refroidissement, une substance de refroidissement, est utilisé pour réduire la température des processus et éviter une surchauffe. L'ébullition est une autre méthode utilisée pour créer de la vapeur pouvant être condensée lors du raffinage d'un produit chimique. L'étude de ces processus permet aux ingénieurs thermistes de déterminer la régulation optimale de la température dans chaque cas.
Le génie thermique a également des applications en dehors des installations industrielles. Un exemple est l'industrie HVAC, qui traite de la réfrigération, de la ventilation et de la régulation de la température dans les bâtiments. Un immeuble de bureaux dans un climat chaud et humide peut nécessiter plus de ventilation et de climatisation pour favoriser le refroidissement que le même bâtiment dans un climat froid. Les établissements commerciaux tels que les restaurants peuvent nécessiter des systèmes de réfrigération complets pour le stockage des aliments. Toutes ces considérations techniques seraient du domaine de l’ingénierie thermique.
À plus petite échelle, des véhicules tels que les voitures utilisent l'ingénierie thermique dans leur fonction quotidienne. Le chauffage et le refroidissement de la voiture sont contrôlés par des systèmes de gestion thermique intégrés à la conception. Le transfert de chaleur, la dynamique des fluides et d’autres principes de l’ingénierie thermique interviennent dans le refroidissement du moteur et le maintien du débit d’huile.
La technologie thermique est importante pour la conception de presque toutes les machines. Les éléments mécaniques et les circuits électriques génèrent de la chaleur pendant le fonctionnement. L'accumulation de chaleur peut souvent menacer l'appareil. Des mécanismes de refroidissement, généralement des ventilateurs ou des circulateurs de liquide, sont ajoutés pour compenser et aider à réguler la température interne de la machine. Les appareils qui utilisent ce principe incluent les ordinateurs et les batteries de voiture.