Co to jest inżynieria termodynamiczna?
Inżynieria termodynamiczna to zastosowanie zasad termodynamicznych do problemów projektowych. Uniwersytety mają specjalności termodynamiczne na wydziałach inżynierii mechanicznej w swoich kolegiach inżynierskich. Inżynieria termodynamiczna może odnosić się do przemysłowych zastosowań termodynamicznych w dziedzinie inżynierii mechanicznej, zwanych również termodynamiczną inżynierią procesową.
Termodynamika wykorzystuje ściśle określone reguły do modelowania zdarzeń energii naturalnej i eksperymentalnej. Prawa termodynamiki określają: definicję temperatury i przepływu ciepła, że energii nie można wytworzyć ani zniszczyć, że małe ilości pierwotnej energii układu są zawsze tracone z jednego stanu do drugiego i że temperatura spada , musi zostać utracona odpowiednia ilość energii cieplnej. Techniki opracowane w nauce termodynamiki pomagają inżynierom uwzględniać zmiany ciśnienia, objętości i temperatury w dowolnej liczbie zastosowań i dziedzin.
Zajęcia na studiach z termodynamiki inżynierskiej są zwykle częścią programu studiów magisterskich w zakresie inżynierii mechanicznej, który prowadzi do uzyskania tytułu magistra lub doktora. Studia licencjackie, takie jak mechanika płynów, systemy termodynamiczne i silniki spalinowe, prowadzą do bardziej złożonych badań. Zajęcia dla absolwentów mogą składać się z matematyki stosowanej, termodynamiki statystycznej i równowagi, dynamiki gazu, dynamiki płynów, konwersji energii, dynamiki energii i spalania.
Przemysł inżynierii termodynamicznej projektuje, testuje i rozwija produkty, które wymagają ograniczeń ciśnienia, temperatury i objętości. Firmy lotnicze zajmują się zastosowaniem zasad termodynamicznych do projektowania i budowy systemów rakietowych. Firmy zajmujące się kontrolą zanieczyszczenia powietrza, obróbką termiczną i sprzętem elektrycznym stosują zasady inżynierii termodynamicznej przy projektowaniu i testowaniu spalarni, płuczek, filtrów, pieców, suszarek, pieców i kotłów. Inne firmy inżynierii termodynamicznej projektują i produkują urządzenia testowe, takie jak komory środowiskowe z piecami i lodówkami do testowania tolerancji cieplnej materiałów oraz termopary do odczytu i informacji zwrotnej o zmieniających się temperaturach testowych.
Tradycyjne energetyki, takie jak elektrownie węglowe i atomowe, stosują zasady termodynamiczne na dużą skalę. Zielona rewolucja, która zachęca do alternatywnych i czystych źródeł energii, takich jak pasywne słoneczne, aktywne słoneczne, wodne, wiatrowe i elektryczne, wymaga umiejętności inżynierii termodynamicznej do obliczania bilansów energetycznych w systemach wymiany ogrzewania, chłodzenia i eksploatacji sieci elektrycznych zarówno dla budownictwa mieszkaniowego, jak i przemysłu . Chemiczna inżynieria termodynamiczna bierze pod uwagę systemy, które doświadczają zmiany stanu w tak różnorodnych dziedzinach, jak wytwarzanie stali i wytwarzanie nanocząstek w projektowaniu inteligentnych materiałów.