справочник для студентов и школьников
Содержание:
- Роль русских ученых для возникновения и развития теплотехники
- Какое значение имеет теплотехника как наука
- Техническая термодинамика
- Теория теплообмена
Теплотехника – раздел науки, которая исследует методы получения, изменения и перемещения теплоты. В рамках данной науки также изучаются принципы работы и конструктивные особенности различных тепловых машин, парогенераторов и т.д.
Роль русских ученых для возникновения и развития теплотехники
Отечественными учеными был внесен громадный вклад в формирование и дальнейшее развитие теплотехники. Еще в 18-ом веке Михаил Ломоносов производил теоретические исследования в данной области и занимался эмпирическими опытными изысканиями – с целью выявить общие теоретические законы теплоты.
Именно Ломоносовым были во многом заложены фундаментальные основы в области молекулярно-кинетической теории веществ. Также им была установлена связь между механической энергией и теплотой.
Другой, не менее известный, русский ученый Дмитрий Менделеев – провел важные для развития теплотехники исследования и даже с научной точки зрения обосновал подземную газификацию топлива. Им же были установлены критические температуры для разных веществ.
Не стоит забывать и про вклад таких российских ученых, как Циолковский, Гриневский, Кирш, Радциг и многих других, которые заложили основные принципы научного проектирования для тепловых агрегатов. В дальнейшем даже космические ракеты конструировались во многом благодаря именно их трудам.
С самых первых лет своего существования советская власть разработала и взялась за активное внедрение плана ГОЭЛРО, который подразумевал всего за полтора десятка лет выстроить на территории страны порядка трех десятков электростанций.
Намеченный план был даже перевыполнен.
Какое значение имеет теплотехника как наука
Не стоит воспринимать теплотехнику как науку чисто теоретическую. Все как раз наоборот: ведь и зарождалась она для решения сугубо практических задач. Сегодня она:
- Выводит рациональные методы применения теплоты;
- Проводит анализ экономичности тепловых процессах в механизмах и установках;
- Формирует оптимальные тепловые процессы и их комбинации;
- Проектирует новые и совершенствует уже имеющиеся тепловые агрегаты.
Сегодня принято различать два направления применения теплоты:
- Технологическое;
- И энергетическое.
В случае с энергетическим использованием теплота преобразуется в механическую работу. А в случае с технологическим она нужна для того, чтобы с той или иной целью изменять свойства различных тел.
Например, если нагревать тело до определенной температуры, можно изменить его агрегатное состояние, физические и механические показатели.
В общем-то, сегодня энергетикой и решаются главным образом задачи по изменению теплоты в механическую работу. Та, в свою очередь, посредством генераторов, трансформируется в электроэнергию, удобную при перемещении на дальние расстояния. Затем электроэнергия может превратиться снова в механическую.
Структура современной теории теплотехники включает в себя:
- Техническую термодинамику;
- Теорию теплообмена.
Техническая термодинамика
Техническая термодинамика – наука, исследующая энергию и ее свойства. В основе термодинамики лежат два ее начала – закона. Они были выведены эмпирическим путем и сегодня рассматриваются в качестве фундаментальных для многих областей физики, химии и т.д.
Именно после открытия данных законов термодинамика и стала стремительно развиваться как наука. Первый закон термодинамики определяет сохранение энергии относительно тепловых процессов:
ΔQ=ΔU+A
Где:
- ΔQ – то количество теплоты, которое подводится к системе;
- ΔU – показатель изменения внутренней энергии системы;
- A – работа, совершенная термодинамической системой.
Вторым термодинамическим законом определяются направления природных тепловых процессов:
ΔS≥0
Иными словами, речь идет о всегда растущей энтропии.
Второй закон термодинамики имеет не только научно-физическое, но и философское значение.
Благодаря разграничению круга вопросов, рассматриваемых термодинамикой, она подразделяется на:
- Общую (физическую) термодинамику;
- Химическую;
- А также техническую.
Общей термодинамикой дается представление о базовых основах термодинамики на теоретическом уровне. Она же определяет законы превращения энергии, которые наблюдаются в тех или иных физических процессах.
Химической термодинамикой изучаются тепловые эффекты, которые сопровождают химические реакции.
Наконец, техническая теромодинамика «отвечает» за использование законов термодинамики в процессах преобразования тепла в работу. Имея представление о механизмах реальных термодинамических процессов, становится возможным воссоздать их в схемах – чтобы провести полный термодинамический анализ. В результате можно среди всех рабочих тел, участвующих в процессе, выявить тот, что является источником тепла, а также тот, кто тепло потребляет.
Главное содержание прикладной термодинамики – определение количества полезной работы в процессах. Прикладная термодинамика «сотрудничает» также с молекулярными и статистическими исследованиями.
Теория теплообмена
Под теорией теплообмена принято понимать раздел науки, который исследует законы передачи и распространения теплоэнергии между объектами. Принято различать три способа теплообмена:
- Через теплопроводность;
- Конвекцией;
- А также тепловым излучением.
Теплопроводность – это процесс переноса тепла, проявляющийся во время непосредственного контактирования тел друг с другом.
В жидких средах распространение теплоты вместе с процессом теплопроводности может наблюдаться через перемешивание и перемещение нагретых слоев жидкости. Такое явление носит название конвекции.
Конвективный теплообмен (теплоотдача) – теплопередача при касании стенок сосуда с жидкостью через теплопроводность и дальнейшее распространение тепла внутри жидкости через конвекцию. Как правило, теплоотдача происходит только в одном направлении.
Излучение – передача теплоэнергии через электромагнитные волны. В этом случае речь идет о двойном переходе энергии. Она преобразуется в так называемую лучистую энергию на поверхности тела, излучающего тепло. Затем лучистая энергия может переходить в тепло на поверхности тела, поглощающего тепло.
Стоит также отметить, что перечисленные виды теплопередачи нередко происходят одновременно.
Физика166
Реклама и PR31
Педагогика80
Психология72
Социология7
Астрономия9
Биология 30Культурология86
Экология8
Право и юриспруденция36
Политология13
Экономика49
Финансы9
История16
Философия8
Информатика20
Право35
Информационные технологии6
Экономическая теория7
Менеджент719
Математика338
Химия20
Микро- и макроэкономика1
Медицина5
Государственное и муниципальное управление2
География542
Информационная безопасность2
Аудит11
Безопасность жизнедеятельности3
Архитектура и строительство1
Банковское дело1
Рынок ценных бумаг6
Менеджмент организации2
Маркетинг238
Кредит3
Инвестиции2
Журналистика1
Конфликтология15
Этика9
Теория теплообмена Термодинамика Электрическое напряжение Длина волны Теплопроводность
Узнать цену работы
Узнай цену
своей работыИмя
Выбрать тип работыЧасть дипломаДипломнаяКурсоваяКонтрольнаяРешение задачРефератНаучно – исследовательскаяОтчет по практикеОтветы на билетыТест/экзамен onlineМонографияЭссеДокладКомпьютерный набор текстаКомпьютерный чертежРецензияПереводРепетиторБизнес-планКонспектыПроверка качестваЭкзамен на сайтеАспирантский рефератМагистерскаяНаучная статьяНаучный трудТехническая редакция текстаЧертеж от рукиДиаграммы, таблицыПрезентация к защитеТезисный планРечь к дипломуДоработка заказа клиентаОтзыв на дипломПубликация в ВАКПубликация в ScopusДиплом MBAПовышение оригинальностиКопирайтингДругоеПринимаю Политику конфиденциальности
Подпишись на рассылку, чтобы не пропустить информацию об акциях
что такое в Толковом словаре Ожегова
ТЕПЛОТЕХНИКА, -и, ас. Раздел науки и техники, занимающийся получением ииспользованием тепловой энергии. II прил. теплотехнический, -ая, -ое.
Смотреть больше слов в «Толковом словаре Ожегова»
ТЕПЛОФИЦИРОВАТЬ →← ТЕПЛОТЕХНИК
Смотреть что такое ТЕПЛОТЕХНИКА в других словарях:
ТЕПЛОТЕХНИКА
отрасль техники, занимающаяся получением и использованием теплоты в промышленности, сельском хозяйстве, на транспорте и в быту. Получе… смотреть
ТЕПЛОТЕХНИКА
теплотехника ж. 1) Раздел науки и техники, занимающийся вопросами получения и использования тепла в промышленности, сельском хозяйстве, быту. 2) Комплекс учебных дисциплин по изучению методов получения, преобразования и использования теплоты.<br><br><br>… смотреть
ТЕПЛОТЕХНИКА
теплотехника ж.heating engineering
ТЕПЛОТЕХНИКА
теплотехника сущ., кол-во синонимов: 1 • бальнеотеплотехника (1) Словарь синонимов ASIS.В.Н. Тришин.2013. . Синонимы: бальнеотеплотехника
ТЕПЛОТЕХНИКА
теплоте́хника отрасль техники, занимающаяся получением и использованием теплоты в промышленности, сельском хозяйстве, на транспорте и в быту. Основн… смотреть
ТЕПЛОТЕХНИКА
1) Орфографическая запись слова: теплотехника2) Ударение в слове: теплот`ехника3) Деление слова на слоги (перенос слова): теплотехника4) Фонетическая т… смотреть
ТЕПЛОТЕХНИКА
Теплотехника (теплофизика) строительная – научная дисциплина, рассматривающая процессы передачи тепла, переноса влаги и проникновения воздуха в зда… смотреть
ТЕПЛОТЕХНИКА
• теплотехника f english: heat technology, heat engineering deutsch: Wärmetechnik f français: technique f de chaleur Синонимы: бальнеотеплотехн… смотреть
ТЕПЛОТЕХНИКА
корень – ТЕПЛ; соединительная гласная – О; корень – ТЕХН; суффикс – ИК; окончание – А; Основа слова: ТЕПЛОТЕХНИКВычисленный способ образования слова: С… смотреть
ТЕПЛОТЕХНИКА
сущ. жен. рода, только ед. ч.техн.теплотехнікаот слова: теплотехник сущ. муж. рода; одуш.техн.теплотехнік
ТЕПЛОТЕХНИКА
ТЕПЛОТЕХНИКА, отрасль науки и техники, охватывающая методы получения и использования тепловой энергии. Теплота генерируется в топках котельных установок, печах, камерах сгорания путем сжигания органического топлива; в ядерных реакторах; используется также теплота земных недр, излучение Солнца. Преобразованием теплоты в др. виды энергии занимается теплоэнергетика.<br><br><br>… смотреть
ТЕПЛОТЕХНИКА
ТЕПЛОТЕХНИКА – отрасль науки и техники, охватывающая методы получения и использования тепловой энергии. теплота генерируется в топках котельных установок, печах, камерах сгорания путем сжигания органического топлива; в ядерных реакторах; используется также теплота земных недр, излучение Солнца. Преобразованием теплоты в др. виды энергии занимается теплоэнергетика.<br>… смотреть
ТЕПЛОТЕХНИКА
ТЕПЛОТЕХНИКА , отрасль науки и техники, охватывающая методы получения и использования тепловой энергии. Теплота генерируется в топках котельных установок, печах, камерах сгорания путем сжигания органического топлива; в ядерных реакторах; используется также теплота земных недр, излучение Солнца. Преобразованием теплоты в др. виды энергии занимается теплоэнергетика…. смотреть
ТЕПЛОТЕХНИКА
ТЕПЛОТЕХНИКА, отрасль науки и техники, охватывающая методы получения и использования тепловой энергии. Теплота генерируется в топках котельных установок, печах, камерах сгорания путем сжигания органического топлива; в ядерных реакторах; используется также теплота земных недр, излучение Солнца. Преобразованием теплоты в др. виды энергии занимается теплоэнергетика…. смотреть
ТЕПЛОТЕХНИКА
– отрасль науки и техники, охватывающая методы получения ииспользования тепловой энергии. Теплота генерируется в топках котельныхустановок, печах, камерах сгорания путем сжигания органического топлива; вядерных реакторах; используется также теплота земных недр, излучениеСолнца. Преобразованием теплоты в др. виды энергии занимаетсятеплоэнергетика…. смотреть
ТЕПЛОТЕХНИКА
Ударение в слове: теплот`ехникаУдарение падает на букву: еБезударные гласные в слове: теплот`ехника
ТЕПЛОТЕХНИКА
теплоте́хника, теплоте́хники, теплоте́хники, теплоте́хник, теплоте́хнике, теплоте́хникам, теплоте́хнику, теплоте́хники, теплоте́хникой, теплоте́хникою, теплоте́хниками, теплоте́хнике, теплоте́хниках (Источник: «Полная акцентуированная парадигма по А. А. Зализняку») . Синонимы: бальнеотеплотехника… смотреть
ТЕПЛОТЕХНИКА
combustion engineering, heat engineering, heat technology* * *теплоте́хника ж.heat engineering, heat technology* * *heat engineeringСинонимы: бальнеоте… смотреть
ТЕПЛОТЕХНИКА
-и, ж. Отрасль техники и научная дисциплина, разрабатывающая методы получения и использования тепловой энергии в промышленности, сельском хозяйстве и … смотреть
ТЕПЛОТЕХНИКА
ж. termotecnica f; (научная область) termologia f – строительная теплотехника
ТЕПЛОТЕХНИКА
науч. дисциплина и отрасль техники, охватывающие методы получения теплоты, преобразования её в др. виды энергии, распределения, транспортирования, испо… смотреть
ТЕПЛОТЕХНИКА
теплоте’хника, теплоте’хники, теплоте’хники, теплоте’хник, теплоте’хнике, теплоте’хникам, теплоте’хнику, теплоте’хники, теплоте’хникой, теплоте’хникою, теплоте’хниками, теплоте’хнике, теплоте’хниках… смотреть
ТЕПЛОТЕХНИКА
[heat engineering] — отрасль науки и техники, охватывающая методы получения, преобразования и использования теплоты в промышленности, сельском хозяйстве, на транспорте и в быту. <br><br>… смотреть
ТЕПЛОТЕХНИКА
теплотехникаהַנדָסַת-חוֹם נ’Синонимы: бальнеотеплотехника
ТЕПЛОТЕХНИКА
Ж мн. нет tex. istilik texnikası (texnikanın yanacaq və buxarın, habelə istilik enerjisinin istehsalat və məişətdə istifadə edilməsi məsələləri ilə məşğul olan sahəsi)…. смотреть
ТЕПЛОТЕХНИКА
теплотехника, теплот′ехника, -и, ж. Раздел науки и техники, занимающийся получением и использованием тепловой энергии.прил. теплотехнический, -ая, -ое…. смотреть
ТЕПЛОТЕХНИКА
ТЕПЛОТЕХНИКА, -и, ас. Раздел науки и техники, занимающийся получением и использованием тепловой энергии. || прилагательное теплотехнический, -ая, -ое…. смотреть
ТЕПЛОТЕХНИКА
ж. thermotechnique f
ТЕПЛОТЕХНИКА
ж жылу техникасы (техниканың жылулық алу және оны өнеркәсіпте, ауыл шаруашылығында, транспорт пен тұрмыста пайдалану ісімен шұғылданатын саласы)
ТЕПЛОТЕХНИКА
жtermotécnica fСинонимы: бальнеотеплотехника
ТЕПЛОТЕХНИКА
ТЕПЛОТЕХНИКА теплотехники, мн. нет, ж. (тех.). Отдел техники, занимающийся вопросами рационального использования топлива и пара.
ТЕПЛОТЕХНИКА
热工技术 règōng jìshù; (наука) 热工学 règōngxuéСинонимы: бальнеотеплотехника
ТЕПЛОТЕХНИКА
ж.termotecnia f
ТЕПЛОТЕХНИКА
ж.thermotechnique fСинонимы: бальнеотеплотехника
ТЕПЛОТЕХНИКА
теплот’ехника, -иСинонимы: бальнеотеплотехника
ТЕПЛОТЕХНИКА
(1 ж)Синонимы: бальнеотеплотехника
ТЕПЛОТЕХНИКА
heat engineeringСинонимы: бальнеотеплотехника
ТЕПЛОТЕХНИКА
varmeteknikkСинонимы: бальнеотеплотехника
ТЕПЛОТЕХНИКА
теплотехникаСинонимы: бальнеотеплотехника
ТЕПЛОТЕХНИКА
ж. теплотехника (отунду жана бууну колдонуу маселелери боюнча иштөөчү техниканын бир бөлүмү).
ТЕПЛОТЕХНИКА
ж теплотехника (техниканың җылылыктан һәм пардан файдалану белән шөгыльләнә торган бүлеге)
ТЕПЛОТЕХНИКА
ж. termotecnica Итальяно-русский словарь.2003. Синонимы: бальнеотеплотехника
ТЕПЛОТЕХНИКА
ж. heat engineering
ТЕПЛОТЕХНИКА
наук., техн. теплоте́хніка Синонимы: бальнеотеплотехника
ТЕПЛОТЕХНИКА
heat engineering, calorifics, thermotechnics, heat technology
ТЕПЛОТЕХНИКА
technique f de la chaleur
ТЕПЛОТЕХНИКА
Feuerungstechnik, Wärmetechnik
ТЕПЛОТЕХНИКА
Feuerungstechnologie
ТЕПЛОТЕХНИКА
теплотехника = ж. thermotechnics.
ТЕПЛОТЕХНИКА
теплотехника теплот`ехника, -и
ТЕПЛОТЕХНИКА
теплотехник||аж ἡ θερμοτεχνική.
ТЕПЛОТЕХНИКА
теплотехника техникаи ҳарорат
ТЕПЛОТЕХНИКА
цеплатэхніка, жен.
ТЕПЛОТЕХНИКА
thermal fluids science
ТЕПЛОТЕХНИКА
Feuerungstechnologie
ТЕПЛОТЕХНИКА
• tepelná technika
ТЕПЛОТЕХНИКА
ж. Wärmetechnik f.
ТЕПЛОТЕХНИКА
жылу техникасы
ТЕПЛОТЕХНИКА
жылу техникасы
ТЕПЛОТЕХНИКА
Soojustehnika
ТЕПЛОТЕХНИКА
siltumtehnika
ТЕПЛОТЕХНИКА
Цеплатэхніка
ТЕПЛОТЕХНИКА
жылутехника
Кто такой инженер-теплотехник?
Обновлено 19 августа 2022 г.
Инженер-теплотехник — это должность, которая включает в себя разработку решений для отвода нежелательного тепла от процесса или поддержания очень специфических тепловых условий в процессе.
Чем занимается инженер-теплотехник?
Инженеры-теплотехники используют свои знания принципов термодинамики для проектирования систем отопления и охлаждения. Они обеспечивают передачу тепла, необходимую для достижения желаемого результата, а также эффективность. Это субдисциплина машиностроения.
В некоторых современных компаниях может не быть специальной должности инженера-теплотехника. Вместо этого их инженеры полагаются на программное обеспечение, помогающее разработать экономичное решение.
Также известен как: Инженер-теплотехник
Относится к: Инженер-механик
Повышен до: Старший инженер-теплотехник
Где работает инженер-теплотехник?
Инженер-теплотехник может работать во многих отраслях, включая производство теплообменников, автомобилестроение, HVAC и военное машиностроение. Промышленная теплопередача происходит в системах размером от микрокомпьютера до генератора электроэнергии, поэтому эксперт в области термодинамики необходим во многих отраслях.
Крупные промышленные процессы включают производство целлюлозы и бумаги и переработку нефти. Все эти ситуации потребуют опыта инженера-теплотехника для управления критическими температурными процессами.
В автомобильной промышленности также работают инженеры-теплотехники. Двигатели вырабатывают отработанное тепло, которое необходимо охлаждать с помощью теплообменника. Профессионал, который производит расчеты для обеспечения эффективного охлаждения и контролирует результаты испытаний, является инженером-теплотехником.
Еще одна очень распространенная отрасль, в которой можно найти инженера-теплотехника, — это HVAC (отопление, вентиляция и кондиционирование воздуха) . Естественно, эта отрасль в основном связана с теплопередачей, а именно с поддержанием комфортных условий в помещении. Тем не менее, HVAC является широко известной отраслью с ограниченными температурными требованиями и широкими допусками. Перед опытным инженером-теплотехником в типичной компании HVAC существует ограниченное количество задач.
С другой стороны, наиболее «захватывающими» отраслями для инженера-теплотехника в настоящее время являются
- полупроводники/микропроцессоры (например, космические и электрические автомобили),
- аэрокосмическая промышленность,
- военная промышленность,
- продукты питания/напитки,
- и медицина.
Наиболее сложные задачи связаны с изменением состояния (твердое, жидкое, газообразное) сложных смесей химических веществ.
Для работы большинства промышленных операций требуется энергия того или иного типа (механическая, химическая или электрическая), а при преобразовании энергии часто возникает отработанное тепло. Когда машины перегреваются, они ломаются или работают неэффективно (и тратят деньги впустую).
Таким образом, теплообмен присутствует повсюду, и инженеры-теплотехники также работают во многих отраслях. Различаться будет только сложность продукта и температурные способности эксперта.
Чем занимаются теплотехники?
Описание работы типичного инженера-теплотехника обычно включает большую часть или все из следующего:
- Расчет теплопередачи для различных сред и в различных сценариях
- Рекомендации по типам охлаждения, обогрева, изоляции и т. д., необходимые для конкретного проекта или система
- Проектирование теплообменников, включая испарители, охладители, нагреватели, радиаторы и конденсаторы, с использованием инструментов CAD.
- Проверяет, соответствуют ли построенные системы спецификациям теплопередачи, и, если они соответствуют, утверждает проекты других инженеров.
- Выбор соответствующих материалов и компонентов с учетом коррозии, акустики, а также теплопередачи.
- Анализирует существующие процессы, связанные с теплопередачей, чтобы определить, где их можно улучшить и сделать более рентабельными
- Общение с заинтересованными сторонами и другим инженерным персоналом
- Управление инженерным персоналом, бюджет и сроки теоретический. Им не обязательно нужен сильный взгляд на реальный мир, чтобы хорошо выполнять свою работу.
Один день из жизни инженера-теплотехника
Инженер-теплотехник проводит большую часть своего времени либо в офисе, работая за компьютером, выполняя расчеты и проектируя компоненты и системы, либо с клиентами, оттачивая идеальное решение.
Инструменты, которые использует инженер-теплотехник, могут включать Ansys (программное обеспечение для моделирования охлаждения) и ASPEN (программное обеспечение для моделирования гидродинамики), среди многих других.
В зависимости от текущего проекта инженеру может потребоваться выезд на место установки системы теплопередачи для проверки различных аспектов оборудования.
Но важно знать, что не все, что делает инженер-теплотехник, связано с теплотехникой. В Sterling Thermal Technology типичный проект включает в себя понимание требований клиента, использование опыта для широкой разработки решения, использование программного обеспечения для усовершенствования дизайна, а затем создание привлекательного предложения.
Инженер-теплотехник подчиняется непосредственно менеджеру приложений. Им, вероятно, придется общаться с рядом других людей, включая других инженеров и руководителей проектов.
Какая квалификация необходима для того, чтобы стать инженером-теплотехником
Теплотехника – это дисциплина, глубоко уходящая корнями в естественные науки и математику. Естественно, знания, необходимые инженеру-теплотехнику, также сильно связаны с наукой и расчетами, такими как химическая инженерия.
Инженер-теплотехник, конечно же, должен иметь сильное образование в области теплообмена. Степени бакалавра в области машиностроения и химического машиностроения должны включать соответствующий уровень знаний по предмету. Понимание гидродинамики также важно, поскольку среда, через которую передается тепло, часто является жидкостью или газом.
Однако одного термального опыта недостаточно. Химическая инженерия или машиностроение были бы теми предметами, которые делают высококвалифицированного инженера-теплотехника.
Обратите внимание, что в Sterling Thermal Technology наши теплотехнические ресурсы сосредоточены на опыте и способностях, хотя формальная квалификация также желательна.
Какие принципы использует в своей работе инженер-теплотехник?
Различные способы перемещения тепловой энергии по миру — сложная тема, регулируемая законами термодинамики.
Некоторые из наиболее важных принципов:
- Теплопроводность: тепло передается между двумя контактирующими поверхностями
- Тепловая конвекция: особый способ распространения тепла в жидкости
- Тепловое излучение: тепло, которое распространяется в электромагнитном излучении (например, свет)
Поиск работы инженером-теплотехником с широкие возможности трудоустройства во многих отраслях. Карьерные перспективы для инженеров-теплотехников очень позитивны. Это вряд ли изменится: отрасли всегда будут нуждаться в знаниях в области термодинамики, чтобы их технологии функционировали или работали более эффективно.
В компании Sterling TT мы проектируем теплообменники, поэтому теплотехника имеет основополагающее значение для нашего бизнеса. Вы можете узнать больше о работе в Sterling TT, посетив нашу страницу Карьера. Мы с нетерпением ждем ответа от вас.
Теплотехника
Теплотехника является специализированной дисциплиной машиностроения, которая занимается перемещением и передачей тепловой энергии. Поскольку энергия может быть преобразована между двумя средами или передана в другие формы энергии, инженер-теплотехник должен знать термодинамику и процесс преобразования энергии, генерируемой тепловыми источниками, в химическую, механическую или электрическую энергию.
Одна или несколько из следующих дисциплин могут быть задействованы при решении конкретной теплотехнической проблемы:
Термодинамика
Знание термодинамики необходимо для инженеров-ядерщиков , которые имеют дело с ядерными энергетическими реакторами. Термодинамика – это наука о производстве, хранении, передаче и преобразовании энергии. Он изучает влияние работы, тепла и энергии на систему. Термодинамика является ветвью физика и технические науки . Физик обычно заинтересован в получении фундаментального понимания физического и химического поведения фиксированных количеств материи в состоянии покоя и использует законы термодинамики, чтобы связать свойства материи. Инженеры обычно интересуются изучением энергетических систем и тем, как они взаимодействуют с окружающей средой. Наша цель здесь будет состоять в том, чтобы представить термодинамику как науку о преобразовании энергии 9.0026 , чтобы представить некоторые из фундаментальных понятий и определений, которые используются при изучении инженерной термодинамики . Эти фундаментальные понятия и определения будут в дальнейшем применяться к энергетическим системам и, наконец, к тепловым или атомным электростанциям .
Гидромеханика
Численное моделирование CFD Источник: Группа разработчиков CFD – hzdr.deГидромеханика – это раздел теплотехники, связанный с механикой жидкостей (жидкостей, газов и плазмы) и действующих на них сил. Его можно разделить на гидростатика изучение жидкостей в состоянии покоя; и гидродинамика . Гидродинамика — это подраздел гидромеханики , который занимается потоком жидкости. Гидродинамика – одна из самых важных областей физики. Жизнь, какой мы ее знаем, не существовала бы без жидкостей и без того поведения, которое демонстрируют жидкости. Воздух, которым мы дышим, и вода, которую мы пьем (которая составляет большую часть массы нашего тела), являются жидкостями. Гидродинамика имеет широкий спектр приложений, включая расчет сил и моментов на самолете (аэродинамика), определение массового расхода воды по трубопроводам (гидродинамика).
Гидродинамика является важной частью большинства промышленных процессов; особенно те, которые связаны с передачей тепла
. В ядерных реакторах отвод тепла от активной зоны реактора выполняется путем пропускания жидкого или газообразного теплоносителя через активную зону и через другие области, где выделяется тепло. Характер и работа системы теплоносителя являются одним из наиболее важных соображений при проектировании ядерного реактора.Теплообмен и массообмен
Теплопередача — это инженерная дисциплина, которая касается производства, использования, преобразования и обмена тепла (тепловой энергии) между физическими системами. В энергетике он определяет основные параметры и материалы теплообменников. Теплопередачу обычно классифицируют по различным механизмам, таким как:
- Теплопроводность. Теплопроводность, также называемая диффузией, происходит внутри тела или между двумя соприкасающимися телами. Это прямой микроскопический обмен кинетической энергией частиц через границу между двумя системами. Когда объект имеет температуру, отличную от температуры другого тела или его окружения
- Тепловая конвекция. Тепловая конвекция зависит от движения массы из одной области пространства в другую. Тепловая конвекция возникает, когда объемный поток жидкости (газа или жидкости) переносит тепло вместе с потоком вещества в жидкости.
- Тепловое излучение. Излучение — это передача тепла электромагнитным излучением, например солнечным светом, при котором нет необходимости в присутствии материи в пространстве между телами.
В технике термин конвективный теплообмен используется для описания комбинированных эффектов теплопроводности и потока жидкости. На этом этапе мы должны добавить новый механизм, известный как адвекция (перенос вещества объемным движением). С термодинамической точки зрения, тепло поступает в жидкость путем диффузии для увеличения ее энергии, затем жидкость переносит (адвектирует) эту увеличенную внутреннюю энергию (не тепло) из одного места в другое, и затем за этим следует второе тепловое взаимодействие. который передает тепло второму телу или системе, опять же путем диффузии.