O que é engenharia térmica?
A engenharia térmica é um amplo campo de engenharia que abrange tecnologias que lidam com sistemas de aquecimento e refrigeração, transferência de calor e mecânica de fluidos. Instrumentos que controlam a temperatura são essenciais em muitas áreas, incluindo o setor de energia elétrica; a indústria automobilística; e a indústria de aquecimento, ventilação e ar condicionado (HVAC). Os princípios da engenharia térmica também são cruciais para a operação de veículos e outras máquinas.
A transferência de calor é uma grande preocupação no campo da engenharia térmica. A transferência de energia, na forma de calor, através de diferentes regiões físicas é um transmissor de calor. Quando uma área de alta temperatura está próxima a uma área de temperatura mais baixa, o calor flui naturalmente da região de temperatura mais alta para a região de temperatura mais baixa. Esse princípio, conhecido como condução, é usado em muitas configurações de engenharia térmica para aumentar ou diminuir a temperatura de um sistema. O isolamento, por exemplo, minimiza a condução de calor e mantém as regiões de temperatura relativamente distintas.
O aquecimento e o resfriamento de líquidos são importantes em muitos ambientes industriais e constituem outro ramo da engenharia térmica. Um engenheiro nesse campo também deve entender a dinâmica dos fluidos. O líquido de arrefecimento, uma substância de resfriamento, é usado para reduzir a temperatura dos processos e evitar o superaquecimento. A ebulição é outro método usado para criar vapor que pode ser condensado no refino de um produto químico. O estudo desses processos ajuda os engenheiros térmicos a determinar a regulação ideal da temperatura em cada caso.
A engenharia térmica também tem aplicações fora de plantas industriais. Um exemplo é o setor de HVAC, que lida com refrigeração, ventilação e regulação de temperatura dentro de edifícios. Um prédio de escritórios em um clima quente e úmido pode precisar de mais ventilação e ar condicionado para promover o resfriamento do que o mesmo prédio em um clima frio. Estabelecimentos comerciais, como restaurantes, podem exigir extensos sistemas de refrigeração para o armazenamento de alimentos. Todas essas considerações técnicas estariam dentro do domínio da engenharia térmica.
Em uma escala menor, veículos como carros usam a engenharia térmica em suas funções diárias. O aquecimento e o resfriamento do carro são controlados por sistemas de gerenciamento térmico integrados ao projeto. Transferência de calor, dinâmica de fluidos e outros princípios da engenharia térmica estão em ação no resfriamento do motor e na manutenção do fluxo de óleo.
A engenharia térmica é importante para o design de quase qualquer máquina. Elementos mecânicos e circuitos elétricos geram calor durante a operação, e o acúmulo de calor pode ameaçar o dispositivo. Mecanismos de resfriamento, geralmente ventiladores ou circuladores de líquidos, são adicionados para compensar e ajudar a regular a temperatura interna da máquina. Os dispositivos que usam esse princípio incluem computadores e baterias de carro.