Qu'est-ce que l'analyse thermodynamique?
L'analyse thermodynamique est utilisée par les ingénieurs pour évaluer comment l'énergie affecte les performances des systèmes mécaniques. Il utilise des modèles mathématiques pour déterminer les effets des différentes entrées d'énergie et certaines des sorties d'énergie résultant de l'exploitation d'une machine. Les ingénieurs développent des modèles pour illustrer les variables qui ont un impact direct sur le cycle énergétique du système. Les systèmes communs qui sont évalués avec une analyse thermodynamique sont les moteurs de combustion et les cycles de vapeur.
Une partie d'une analyse thermodynamique examine comment l'énergie se déplace dans un système mécanique, comme un moteur. Il explique comment cette énergie entraîne la performance du système. Par exemple, le moteur à combustion d'un véhicule, l'énergie produite par la combustion de l'essence interagit avec les pièces du moteur, produisant la puissance nécessaire pour que la voiture ou le camion continue de bouger. L'analyse thermodynamique tente d'expliquer comment fonctionne ce processus.
Étant donné différentes valeurs d'entrée d'énergie, une analyse thermodynamique peut être utilisée pour déterminerles plages de performances d'un système mécanique. Des modèles mathématiques sont construits pour établir certains paramètres ou lois. En termes simples, ces modèles expliquent comment si la quantité d'énergie "x" est placée dans le système, elle fonctionnera au niveau "Y". Les réponses potentielles sont également mesurées dans une analyse thermodynamique pour déterminer les limites de performance des systèmes.
Le processus analytique décompose et isole les différentes sources d'énergie dont un système a besoin pour produire de l'énergie. Il examine comment ces sources d'énergie interagissent entre elles à chaque étape du processus. En utilisant à nouveau l'exemple d'un moteur automobile, chaque élément majeur du système - tel que l'essence, la pression et la température - serait séparé et il serait déterminé à quel point certains éléments et interactions provoqueraient des réactions différentes dans le moteur. Par exemple, les ingénieurs savent que lorsqueL'essence est chauffée, qui est déclenchée par le processus d'allumage de la voiture, il se dilate et combustion pour fournir au véhicule la puissance de déplacer.
Dans une analyse thermodynamique, les performances d'un système mécanique sont généralement caractérisées comme un processus séparé en étapes spécifiques. Bien que les étapes distinctes s'appuieront généralement les unes sur les autres, chacune est examinée pour déterminer comment elle contribue au fonctionnement du système et si elle affecte directement la quantité de puissance générée par le système. À partir de ces étapes de processus, les ingénieurs développent un modèle mathématique probable qui peut être utilisé pour prédire les performances.
Les modèles mathématiques développés par les ingénieurs varieront en fonction du type de système mécanique évalué. La plupart impliquent des équations algébriques car une analyse thermodynamique traite souvent d'un ensemble de variables connues et inconnues. Plusieurs équations peuvent être créées afin d'expliquer l'inter-dynamique du système mécanique et de ses sourcesde puissance.