Che cos'è l'ingegneria termodinamica?
L'ingegneria termodinamica è l'applicazione dei principi termodinamici ai problemi di progettazione ingegneristica. Le università hanno aree specialistiche termodinamiche all'interno dei dipartimenti di ingegneria meccanica nelle loro scuole di ingegneria. L'ingegneria termodinamica può fare riferimento ad applicazioni termodinamiche industriali nel campo dell'ingegneria meccanica, noto anche come ingegneria di processo termodinamica.
La termodinamica fa uso di regole altamente definite per modellare eventi energetici naturali e sperimentali. Le leggi della termodinamica affermano quanto segue: la definizione di temperatura e flusso di calore, che l'energia non può essere creata o distrutta, che piccole quantità di energia originale di un sistema vengono sempre perse da uno stato a quello successivo e che la temperatura scende , deve esserci una quantità adeguata di energia termica persa. Le tecniche sviluppate nella scienza della termodinamica aiutano gli ingegneri a tenere conto delle variazioni di pressione, volume e temperatura in qualsiasi numero di applicazioni e campi di studio.
I corsi universitari in termodinamica ingegneristica di solito fanno parte di un programma di laurea in ingegneria meccanica che porta a un master o un dottorato. Corsi di laurea come meccanica dei fluidi, sistemi termodinamici e motori a combustione interna conducono a studi più complessi. I corsi di laurea possono consistere in matematica applicata, termodinamica statistica ed di equilibrio, dinamica dei gas, dinamica dei fluidi, conversione energetica, dinamica energetica e combustione.
Le industrie di ingegneria termodinamica progettano, testano e sviluppano prodotti che richiedono vincoli su pressione, temperatura e volume. Le compagnie aeronautiche si occupano dell'applicazione di principi termodinamici alla progettazione e costruzione di sistemi missilistici. Le società di controllo dell'inquinamento atmosferico, trattamento termico e apparecchiature elettriche applicano principi di ingegneria termodinamica nella progettazione e nel collaudo di inceneritori, lavasciuga, filtri, forni, essiccatori, forni e caldaie. Altre società di ingegneria termodinamica progettano e producono apparecchiature di prova, come camere ambientali con forni e frigoriferi per testare la tolleranza al calore dei materiali e termocoppie per la lettura e il feedback delle variazioni delle temperature di prova.
Le industrie energetiche tradizionali, come le centrali a carbone e quelle atomiche, applicano principi termodinamici su larga scala. La rivoluzione verde che incoraggia fonti di energia alternative e pulite, come il solare passivo, il solare attivo, l'acqua, il vento e l'elettricità, richiedono competenze ingegneristiche termodinamiche per calcolare i bilanci energetici nei sistemi di scambio per riscaldamento, raffreddamento e gestione di reti elettriche sia per l'edilizia abitativa che per l'industria . L'ingegneria termodinamica chimica tiene conto dei sistemi che sperimentano il cambiamento di stato in campi diversi come la produzione di acciaio e la produzione di particelle di dimensioni nanometriche nella progettazione di materiali intelligenti.