Learn Thermal Engineering

Apprenez le guide d'ingénierie thermique, les FAQ et bien plus encore dans des détails faciles et simples.

Génie thermique

Le génie thermique est une sous-discipline spécialisée du génie mécanique qui traite du mouvement de l'énergie thermique et du transfert. L'énergie peut être transférée entre deux milieux ou transformée en d'autres formes d'énergie.

Aspects de l'ingénierie thermique

L'ingénierie thermique implique la thermodynamique, la mécanique des liquides et le transfert de chaleur et de masse. Cette connaissance est importante lors de l'utilisation de presque toutes les machines. Les systèmes subissent une accumulation de chaleur provenant d'éléments mécaniques et de circuits électriques. Cette chaleur, si elle n'est pas redirigée, peut endommager le système. Les ingénieurs thermiques travaillent à la conception de l'inclusion de ventilateurs ou de circulateurs de liquide pour réguler la température interne de l'appareil. Les ordinateurs et les batteries de voiture sont deux exemples de ce principe en action.

Thermodynamique

La thermodynamique est la science de l'énergie, y compris la production, le stockage, le transfert et la conversion. La thermodynamique, qui est une branche de la physique et des sciences de l'ingénieur, explique les effets du travail, de la chaleur et de l'énergie sur un système. Pour comprendre la thermodynamique, il est important de comprendre la loi scientifique sur la conservation de l'énergie, qui stipule que l'énergie n'est ni créée ni détruite, elle ne peut que changer de forme. L'énergie le fait en thermodynamique par le transfert de chaleur.

Mécanique des fluides

La mécanique des fluides concerne les liquides, les gaz et les plasmas, y compris leur fonctionnement et leur réaction aux forces qui leur sont appliquées. Cette catégorie peut être décomposée en statique des fluides et dynamique des fluides. La statique des fluides est lorsque les fluides sont au repos tandis que la dynamique des fluides traite de l'écoulement des fluides. La dynamique des fluides est un domaine d'étude important et est incluse dans la plupart des processus industriels, en particulier ceux impliquant le transfert de chaleur.

Transfert de chaleur et transfert de masse

Les ingénieurs thermiques étudient le transfert de chaleur, qui concerne la création, l'utilisation, la conversion et l'échange de chaleur entre les systèmes. Le transfert de chaleur est divisé en plusieurs mécanismes, notamment :

Conduction thermique : Aussi appelée diffusion, la conduction thermique est l'échange direct d'énergie cinétique de particules entre deux systèmes lorsqu'un système est à une température différente d'un autre ou de son environnement.

Convection thermique: La convection thermique implique le transfert de masse d'une zone à une autre. Cela se produit lorsque la majeure partie d'un fluide transfère de la chaleur lorsque la matière à l'intérieur du fluide se déplace.

Rayonnement thermique : Le rayonnement thermique est un transfert de chaleur par rayonnement électromagnétique sans qu'il soit nécessaire que de la matière soit présente entre les systèmes. Le soleil est un bon exemple de rayonnement.

Comment fonctionne l'ingénierie thermique ?

De nombreuses usines de traitement utilisent des machines qui utilisent le transfert de chaleur. L'ingénieur thermique est chargé de s'assurer que la bonne quantité d'énergie est transférée pour le fonctionnement de la machine. Trop d'énergie et les composants pourraient surchauffer et tomber en panne. Trop peu d'énergie et toute la machine pourrait s'arrêter.

Certains systèmes qui utilisent le transfert de chaleur et peuvent nécessiter un ingénieur thermique comprennent :

Moteurs à combustion

Systèmes à air comprimé

Systèmes de refroidissement, y compris pour puces informatiques

Échangeurs de chaleur

CVC

Réchauffeurs de processus

Systèmes de réfrigération

Chauffage solaire

Isolation thermique

Centrales thermiques

Que fait un ingénieur thermique ?

Les ingénieurs thermiques utilisent leur formation en thermodynamique pour créer, entretenir ou réparer des systèmes mécaniques. Les systèmes impliquent généralement un processus qui transfère de l'énergie thermique vers ou depuis d'autres formes d'énergie. La chaleur est généralement transférée à travers des fluides, tels que des liquides ou des gaz, de sorte qu'une solide connaissance de la dynamique des fluides est importante.&

Ils travaillent également sur des systèmes de différentes échelles, allant de très grands, comme un moteur d'avion ou un appareil de chauffage industriel, à très petits, comme dans l'électronique. Parfois, les ingénieurs thermiques travaillent sur des projets théoriques plutôt que sur la construction ou la réparation de systèmes achevés. Les activités et les responsabilités peuvent inclure :