La ingeniería térmica ( en alemán Wärmetechnik ) es una disciplina técnica general que estudia los métodos de obtención, conversión, transferencia y uso del calor , así como el principio de funcionamiento y las características de diseño de los generadores de calor y vapor de máquinas , unidades y dispositivos térmicos.
Ya en el Paleolítico Inferior , la gente ( erectus ) dominaba el fuego , usándolo para calentarse ( hogar ) y cocinar. De hecho, el hogar se convirtió en el primer generador de calor ("productor de calor"). En el Neolítico apareció una vasija de barro o cerámica , que se convirtió en un análogo del caldero que apareció en la era del metal [1] . La caldera se convirtió en un generador de vapor nominal ("productor de vapor"). El tandoor (hogar cerrado) y la fragua (horno de fundición) tienen un origen antiguo . En el II milenio antes de Cristo. en los hornos se lograba elevar la temperatura a 900 C, lo que permitía proceder a la fundición del hierro [2] .
En la era de la Antigüedad, aparecieron los hipocaustos : sistemas de calefacción de baños romanos . Uno de los primeros en utilizar la fuerza motriz del vapor fue el ingeniero romano Heron , quien creó el aeolipil , un prototipo de turbina de vapor, que, sin embargo, cumplía funciones de entretenimiento.
En la Edad Media , la fragua se convirtió gradualmente en un alto horno (primero en China y luego en Europa). Al mismo tiempo, aparece la Chimenea .
Denis Papin notó que una caldera de vapor , cuando se calienta, crea presión, sobre este principio creó un mecanismo de vapor para levantar pesas en 1690 , que incluía un pistón . En 1698 Savery patentó la bomba de vapor. En 1712, se creó la bomba de vapor Newcomen ( motor atmosférico inglés ). En 1783, el globo Montgolfier tomó el aire . En el mismo año, la máquina de vapor se utilizó por primera vez para mover la barcaza "Piroskaf" [3] . La máquina de vapor universal fue inventada por James Watt en 1784 . En 1803, Richard Trevithick inventó el primer modelo de una locomotora de vapor ( English Steam Carriage : vagón de vapor ).
En 1824, Sadi Carnot sentó las bases de la termodinámica (la base teórica de la ingeniería térmica), escribiendo un tratado "Reflexiones sobre la fuerza motriz del fuego y sobre las máquinas capaces de desarrollar esta fuerza".
En 1859 apareció el primer motor de combustión interna , que funcionaba sin la ayuda del vapor. En 1864 se inventa el horno de solera abierta . En 1882, se puso en funcionamiento la primera central térmica en la ciudad de Nueva York . En 1884 aparece la turbina de vapor Parsons . En paralelo, crea una turbina de vapor Laval . A diferencia de una máquina de vapor, en una turbina de vapor, el vapor acelerado debido a la boquilla de Laval, aceleró y torció las palas del rotor . En 1894, Hugo Junkers comenzó a fabricar un calentador de agua a gas . Motor diesel introducido en 1897
Desde 1930, se crearon departamentos de ingeniería térmica en varias universidades técnicas soviéticas ( Universidad Técnica Estatal de Irkutsk [4] , Universidad Técnica Estatal de Samara [5] ). A menudo, los departamentos de ingeniería térmica se crearon como resultado de la reorganización de los departamentos de termodinámica y luego se les cambió el nombre a departamentos de ingeniería de energía térmica. Desde 1966, existe el Instituto de Ingeniería Térmica de Moscú.
Las secciones teóricas de la ingeniería térmica, en las que se investigan las leyes de transformación y las propiedades de la energía térmica, así como los procesos de propagación del calor, son la termodinámica técnica y la teoría de la transferencia de calor .
Una variedad de ingeniería térmica es la ingeniería de energía térmica . Otra rama de la ingeniería térmica general es la ingeniería térmica de edificios. Esta es una disciplina aplicada que estudia los métodos de protección térmica de edificios y estructuras, métodos para calcular el rendimiento térmico y la eficiencia energética.