วิศวกรรมความร้อน
วิศวกรรมอุณหภาพเป็นสาขาวิชาย่อยเฉพาะของวิศวกรรมเครื่องกลที่เกี่ยวข้องกับการเคลื่อนที่ของพลังงานความร้อนและการถ่ายโอน พลังงานสามารถถ่ายโอนระหว่างตัวกลางสองตัวหรือเปลี่ยนเป็นพลังงานรูปแบบอื่นได้
แง่มุมของวิศวกรรมความร้อน
วิศวกรรมความร้อนเกี่ยวข้องกับอุณหพลศาสตร์ กลศาสตร์ของของเหลว และการถ่ายเทความร้อนและมวล ความรู้นี้มีความสำคัญเมื่อใช้งานเครื่องจักรเกือบทุกชนิด ระบบประสบกับความร้อนสะสมจากองค์ประกอบเชิงกลและวงจรไฟฟ้า ความร้อนนี้หากไม่เปลี่ยนเส้นทาง อาจทำให้ระบบเสียหายได้ วิศวกรความร้อนทำงานเพื่อออกแบบการรวมพัดลมหรือเครื่องหมุนเวียนของเหลวเพื่อควบคุมอุณหภูมิภายในของอุปกรณ์ คอมพิวเตอร์และแบตเตอรี่รถยนต์เป็นสองตัวอย่างในการดำเนินการของหลักการนี้
เทอร์โมไดนามิกส์
อุณหพลศาสตร์เป็นวิทยาศาสตร์ของพลังงาน ซึ่งรวมถึงการผลิต การจัดเก็บ การถ่ายโอนและการแปลง อุณหพลศาสตร์ซึ่งเป็นสาขาหนึ่งของวิทยาศาสตร์ฟิสิกส์และวิศวกรรม อธิบายถึงผลกระทบของงาน ความร้อน และพลังงานที่มีต่อระบบ เพื่อทำความเข้าใจเกี่ยวกับอุณหพลศาสตร์ สิ่งสำคัญคือต้องเข้าใจกฎทางวิทยาศาสตร์เกี่ยวกับการอนุรักษ์พลังงาน ซึ่งระบุว่าพลังงานไม่ได้ถูกสร้างหรือถูกทำลาย แต่สามารถเปลี่ยนรูปแบบได้เท่านั้น พลังงานทำสิ่งนี้ในอุณหพลศาสตร์ผ่านการถ่ายโอนความร้อน
กลศาสตร์ของไหล
กลศาสตร์ของไหลเกี่ยวข้องกับของเหลว ก๊าซ และพลาสมา รวมถึงวิธีการทำงานและวิธีที่พวกมันตอบสนองต่อแรงที่กระทำต่อพวกมัน หมวดหมู่นี้สามารถแบ่งออกเป็นสถิตยศาสตร์ของไหลและพลศาสตร์ของของไหล สถิตยศาสตร์ของไหลคือเมื่อของไหลหยุดนิ่งในขณะที่พลศาสตร์ของไหลเกี่ยวข้องกับการไหลของของไหล พลศาสตร์ของไหลเป็นสาขาวิชาที่สำคัญและรวมอยู่ในกระบวนการทางอุตสาหกรรมส่วนใหญ่ โดยเฉพาะอย่างยิ่งกระบวนการที่เกี่ยวข้องกับการถ่ายเทความร้อน
การถ่ายเทความร้อนและการถ่ายเทมวล
วิศวกรความร้อนศึกษาการถ่ายเทความร้อน ซึ่งเกี่ยวข้องกับการสร้าง การใช้ประโยชน์ การแปลง และการแลกเปลี่ยนความร้อนระหว่างระบบ การถ่ายเทความร้อนแบ่งออกเป็นหลายกลไก ได้แก่ :
การนำความร้อน: เรียกอีกอย่างว่าการแพร่กระจาย การนำความร้อนคือการแลกเปลี่ยนโดยตรงของพลังงานจลน์ของอนุภาคระหว่างสองระบบ เมื่อระบบหนึ่งมีอุณหภูมิแตกต่างจากอีกระบบหนึ่งหรือสภาพแวดล้อม
การพาความร้อน: การพาความร้อนเกี่ยวข้องกับการถ่ายโอนมวลจากพื้นที่หนึ่งไปยังอีกที่หนึ่ง เกิดขึ้นเมื่อมวลของของไหลถ่ายเทความร้อนในขณะที่สสารภายในของไหลเคลื่อนที่
การแผ่รังสีความร้อน: การแผ่รังสีความร้อนคือการถ่ายเทความร้อนโดยการแผ่รังสีแม่เหล็กไฟฟ้าโดยไม่จำเป็นต้องมีสสารระหว่างระบบ แสงแดดเป็นตัวอย่างที่ดีของการแผ่รังสี
วิศวกรรมความร้อนทำงานอย่างไร
โรงงานแปรรูปหลายแห่งใช้เครื่องจักรที่ใช้การถ่ายเทความร้อน วิศวกรความร้อนมีหน้าที่รับผิดชอบในการตรวจสอบปริมาณพลังงานที่ถูกต้องสำหรับการทำงานของเครื่อง พลังงานและส่วนประกอบมากเกินไปอาจร้อนเกินไปและทำงานล้มเหลวได้ ใช้พลังงานน้อยเกินไปและอาจปิดเครื่องทั้งเครื่องได้
บางระบบที่ใช้การถ่ายเทความร้อนและอาจต้องใช้วิศวกรความร้อน ได้แก่:
เครื่องยนต์สันดาป
ระบบอัดอากาศ
ระบบระบายความร้อน รวมถึงชิปคอมพิวเตอร์
เครื่องแลกเปลี่ยนความร้อน
ระบบปรับอากาศ
เครื่องทำความร้อนแบบใช้กระบวนการ
ระบบทำความเย็น
เครื่องทำความร้อนพลังงานแสงอาทิตย์
ฉนวนกันความร้อน
โรงไฟฟ้าพลังความร้อน
วิศวกรความร้อนทำอะไร
วิศวกรอุณหพลศาสตร์ใช้ภูมิหลังด้านอุณหพลศาสตร์เพื่อสร้าง บำรุงรักษา หรือซ่อมแซมระบบทางกล ระบบมักจะเกี่ยวข้องกับกระบวนการที่ถ่ายโอนพลังงานความร้อนเข้าหรือออกจากพลังงานรูปแบบอื่น โดยปกติความร้อนจะถ่ายเทผ่านของไหล เช่น ของเหลวหรือก๊าซ ดังนั้นความรู้ที่แน่นแฟ้นเกี่ยวกับไดนามิกของของไหลจึงมีความสำคัญ&
พวกเขายังทำงานบนระบบหลายขนาด ตั้งแต่ขนาดใหญ่มาก เช่น เครื่องยนต์เครื่องบินหรือฮีตเตอร์อุตสาหกรรม ไปจนถึงขนาดเล็กมาก เช่น ภายในอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ บางครั้งวิศวกรความร้อนทำงานในโครงการเชิงทฤษฎีแทนที่จะสร้างหรือซ่อมแซมระบบที่เสร็จสมบูรณ์ กิจกรรมและความรับผิดชอบอาจรวมถึง:
วิศวกรรมอุณหภาพเป็นสาขาวิชาย่อยเฉพาะของวิศวกรรมเครื่องกลที่เกี่ยวข้องกับการเคลื่อนที่ของพลังงานความร้อนและการถ่ายโอน พลังงานสามารถถ่ายโอนระหว่างตัวกลางสองตัวหรือเปลี่ยนเป็นพลังงานรูปแบบอื่นได้
แง่มุมของวิศวกรรมความร้อน
วิศวกรรมความร้อนเกี่ยวข้องกับอุณหพลศาสตร์ กลศาสตร์ของของเหลว และการถ่ายเทความร้อนและมวล ความรู้นี้มีความสำคัญเมื่อใช้งานเครื่องจักรเกือบทุกชนิด ระบบประสบกับความร้อนสะสมจากองค์ประกอบเชิงกลและวงจรไฟฟ้า ความร้อนนี้หากไม่เปลี่ยนเส้นทาง อาจทำให้ระบบเสียหายได้ วิศวกรความร้อนทำงานเพื่อออกแบบการรวมพัดลมหรือเครื่องหมุนเวียนของเหลวเพื่อควบคุมอุณหภูมิภายในของอุปกรณ์ คอมพิวเตอร์และแบตเตอรี่รถยนต์เป็นสองตัวอย่างในการดำเนินการของหลักการนี้
เทอร์โมไดนามิกส์
อุณหพลศาสตร์เป็นวิทยาศาสตร์ของพลังงาน ซึ่งรวมถึงการผลิต การจัดเก็บ การถ่ายโอนและการแปลง อุณหพลศาสตร์ซึ่งเป็นสาขาหนึ่งของวิทยาศาสตร์ฟิสิกส์และวิศวกรรม อธิบายถึงผลกระทบของงาน ความร้อน และพลังงานที่มีต่อระบบ เพื่อทำความเข้าใจเกี่ยวกับอุณหพลศาสตร์ สิ่งสำคัญคือต้องเข้าใจกฎทางวิทยาศาสตร์เกี่ยวกับการอนุรักษ์พลังงาน ซึ่งระบุว่าพลังงานไม่ได้ถูกสร้างหรือถูกทำลาย แต่สามารถเปลี่ยนรูปแบบได้เท่านั้น พลังงานทำสิ่งนี้ในอุณหพลศาสตร์ผ่านการถ่ายโอนความร้อน
กลศาสตร์ของไหล
กลศาสตร์ของไหลเกี่ยวข้องกับของเหลว ก๊าซ และพลาสมา รวมถึงวิธีการทำงานและวิธีที่พวกมันตอบสนองต่อแรงที่กระทำต่อพวกมัน หมวดหมู่นี้สามารถแบ่งออกเป็นสถิตยศาสตร์ของไหลและพลศาสตร์ของของไหล สถิตยศาสตร์ของไหลคือเมื่อของไหลหยุดนิ่งในขณะที่พลศาสตร์ของไหลเกี่ยวข้องกับการไหลของของไหล พลศาสตร์ของไหลเป็นสาขาวิชาที่สำคัญและรวมอยู่ในกระบวนการทางอุตสาหกรรมส่วนใหญ่ โดยเฉพาะอย่างยิ่งกระบวนการที่เกี่ยวข้องกับการถ่ายเทความร้อน
การถ่ายเทความร้อนและการถ่ายเทมวล
วิศวกรความร้อนศึกษาการถ่ายเทความร้อน ซึ่งเกี่ยวข้องกับการสร้าง การใช้ประโยชน์ การแปลง และการแลกเปลี่ยนความร้อนระหว่างระบบ การถ่ายเทความร้อนแบ่งออกเป็นหลายกลไก ได้แก่ :
การนำความร้อน: เรียกอีกอย่างว่าการแพร่กระจาย การนำความร้อนคือการแลกเปลี่ยนโดยตรงของพลังงานจลน์ของอนุภาคระหว่างสองระบบ เมื่อระบบหนึ่งมีอุณหภูมิแตกต่างจากอีกระบบหนึ่งหรือสภาพแวดล้อม
การพาความร้อน: การพาความร้อนเกี่ยวข้องกับการถ่ายโอนมวลจากพื้นที่หนึ่งไปยังอีกที่หนึ่ง เกิดขึ้นเมื่อมวลของของไหลถ่ายเทความร้อนในขณะที่สสารภายในของไหลเคลื่อนที่
การแผ่รังสีความร้อน: การแผ่รังสีความร้อนคือการถ่ายเทความร้อนโดยการแผ่รังสีแม่เหล็กไฟฟ้าโดยไม่จำเป็นต้องมีสสารระหว่างระบบ แสงแดดเป็นตัวอย่างที่ดีของการแผ่รังสี
วิศวกรรมความร้อนทำงานอย่างไร
โรงงานแปรรูปหลายแห่งใช้เครื่องจักรที่ใช้การถ่ายเทความร้อน วิศวกรความร้อนมีหน้าที่รับผิดชอบในการตรวจสอบปริมาณพลังงานที่ถูกต้องสำหรับการทำงานของเครื่อง พลังงานและส่วนประกอบมากเกินไปอาจร้อนเกินไปและทำงานล้มเหลวได้ ใช้พลังงานน้อยเกินไปและอาจปิดเครื่องทั้งเครื่องได้
บางระบบที่ใช้การถ่ายเทความร้อนและอาจต้องใช้วิศวกรความร้อน ได้แก่:
เครื่องยนต์สันดาป
ระบบอัดอากาศ
ระบบระบายความร้อน รวมถึงชิปคอมพิวเตอร์
เครื่องแลกเปลี่ยนความร้อน
ระบบปรับอากาศ
เครื่องทำความร้อนแบบใช้กระบวนการ
ระบบทำความเย็น
เครื่องทำความร้อนพลังงานแสงอาทิตย์
ฉนวนกันความร้อน
โรงไฟฟ้าพลังความร้อน
วิศวกรความร้อนทำอะไร
วิศวกรอุณหพลศาสตร์ใช้ภูมิหลังด้านอุณหพลศาสตร์เพื่อสร้าง บำรุงรักษา หรือซ่อมแซมระบบทางกล ระบบมักจะเกี่ยวข้องกับกระบวนการที่ถ่ายโอนพลังงานความร้อนเข้าหรือออกจากพลังงานรูปแบบอื่น โดยปกติความร้อนจะถ่ายเทผ่านของไหล เช่น ของเหลวหรือก๊าซ ดังนั้นความรู้ที่แน่นแฟ้นเกี่ยวกับไดนามิกของของไหลจึงมีความสำคัญ&
พวกเขายังทำงานบนระบบหลายขนาด ตั้งแต่ขนาดใหญ่มาก เช่น เครื่องยนต์เครื่องบินหรือฮีตเตอร์อุตสาหกรรม ไปจนถึงขนาดเล็กมาก เช่น ภายในอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ บางครั้งวิศวกรความร้อนทำงานในโครงการเชิงทฤษฎีแทนที่จะสร้างหรือซ่อมแซมระบบที่เสร็จสมบูรณ์ กิจกรรมและความรับผิดชอบอาจรวมถึง:
เพิ่มเติม
