Learn Thermal Engineering

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Wärmetechnik
Die Wärmetechnik ist eine spezialisierte Teildisziplin des Maschinenbaus, die sich mit der Bewegung und Übertragung von Wärmeenergie befasst. Die Energie kann zwischen zwei Medien übertragen oder in andere Energieformen umgewandelt werden.

Aspekte der Wärmetechnik
Die Wärmetechnik umfasst Thermodynamik, Flüssigkeitsmechanik sowie Wärme- und Stoffübertragung. Dieses Wissen ist beim Bedienen nahezu jeder Maschine wichtig. In Systemen kommt es zu einem Wärmestau durch mechanische Elemente und Stromkreise. Wenn diese Wärme nicht umgeleitet wird, kann sie das System beschädigen. Wärmetechniker arbeiten daran, Ventilatoren oder Flüssigkeitszirkulatoren einzubauen, um die Innentemperatur des Geräts zu regulieren. Computer und Autobatterien sind zwei Beispiele für die Umsetzung dieses Prinzips.

Thermodynamik
Thermodynamik ist die Wissenschaft der Energie, einschließlich Produktion, Speicherung, Übertragung und Umwandlung. Die Thermodynamik, ein Zweig sowohl der Physik als auch der Ingenieurwissenschaften, erklärt die Auswirkungen von Arbeit, Wärme und Energie auf ein System. Um die Thermodynamik zu verstehen, ist es wichtig, das wissenschaftliche Gesetz der Energieeinsparung zu verstehen, das besagt, dass Energie weder erzeugt noch zerstört wird, sondern nur ihre Form ändern kann. Energie tut dies in der Thermodynamik durch die Übertragung von Wärme.

Strömungsmechanik
Die Strömungsmechanik befasst sich mit Flüssigkeiten, Gasen und Plasmen, einschließlich ihrer Funktionsweise und ihrer Reaktion auf auf sie einwirkende Kräfte. Diese Kategorie kann in Fluidstatik und Fluiddynamik unterteilt werden. Bei der Fluidstatik handelt es sich um ruhende Flüssigkeiten, während sich die Fluiddynamik mit dem Flüssigkeitsfluss befasst. Die Fluiddynamik ist ein wichtiges Forschungsgebiet und wird in die meisten industriellen Prozesse einbezogen, insbesondere in solche, bei denen Wärme übertragen wird.

Wärmeübertragung und Stoffübertragung
Wärmetechniker untersuchen die Wärmeübertragung, bei der es um die Erzeugung, Nutzung, Umwandlung und den Austausch von Wärme zwischen Systemen geht. Die Wärmeübertragung ist in mehrere Mechanismen unterteilt, darunter:

Wärmeleitung: Wärmeleitung, auch Diffusion genannt, ist der direkte Austausch der kinetischen Energie von Teilchen zwischen zwei Systemen, wenn ein System eine andere Temperatur als das andere oder seine Umgebung hat.
Wärmekonvektion: Bei der Wärmekonvektion erfolgt die Übertragung von Masse von einem Bereich in einen anderen. Es tritt auf, wenn der Großteil einer Flüssigkeit Wärme überträgt, während sich Materie in der Flüssigkeit bewegt.
Wärmestrahlung: Wärmestrahlung ist die Wärmeübertragung durch elektromagnetische Strahlung, ohne dass Materie zwischen Systemen vorhanden sein muss. Sonnenschein ist ein gutes Beispiel für Strahlung.

Wie funktioniert Wärmetechnik?
Viele Verarbeitungsbetriebe verwenden Maschinen, die Wärmeübertragung nutzen. Der Wärmetechniker ist dafür verantwortlich, dass die richtige Energiemenge für den Betrieb der Maschine übertragen wird. Zu viel Energie und die Komponenten könnten überhitzen und ausfallen. Zu wenig Energie und die ganze Maschine könnte abschalten.

Zu den Systemen, die Wärmeübertragung nutzen und möglicherweise einen Wärmetechniker erfordern, gehören:

Verbrennungsmotoren
Druckluftsysteme
Kühlsysteme, auch für Computerchips
Wärmetauscher
HVAC
Prozessbefeuerte Heizgeräte
Kühlsysteme
Solarheizung
Wärmedämmung
Wärmekraftwerke

Was macht ein Wärmetechniker?
Thermoingenieure nutzen ihre Kenntnisse in der Thermodynamik, um mechanische Systeme zu erstellen, zu warten oder zu reparieren. Bei den Systemen handelt es sich in der Regel um einen Prozess, der Wärmeenergie in oder aus anderen Energieformen umwandelt. Die Wärme wird typischerweise durch Flüssigkeiten wie Flüssigkeiten oder Gase übertragen, daher sind fundierte Kenntnisse der Fluiddynamik wichtig.

Sie arbeiten auch an Systemen unterschiedlicher Größenordnung, von extrem großen Systemen wie einem Flugzeugmotor oder einer Industrieheizung bis hin zu sehr kleinen Systemen wie in der Elektronik. Manchmal arbeiten Wärmetechniker an theoretischen Projekten, anstatt tatsächlich fertige Systeme zu bauen oder zu reparieren. Zu den Aktivitäten und Verantwortlichkeiten können gehören:

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