Co je fluidní inženýrství?
Technologie tekutin se zabývá návrhem a implementací systémů, které přepravují tekutiny nebo strojní zařízení, které funguje, závisí na vlastnostech kapaliny. V této souvislosti jsou tekutinami všechny materiály, které tečou bez pevného tvaru, deformují se pod tlakem a přizpůsobují se tvaru svých nádob. Tekutiny, plyny a plazmy jsou všechny tekutiny. Běžné projekty v tekutinovém inženýrství mohou zahrnovat výstavbu potrubí nebo efektivní konstrukci vozidel.
V jádru tekutinového inženýrství je dynamika tekutin, věda o tekutinách v pohybu. Mechanické vlastnosti kapalin se zabývají aplikovanou vědou o hydraulice. Pneumatika studuje vlastnosti a aplikace tlakových plynů. Ačkoli se jedná o dvě odlišné disciplíny, zúčastněné tekutiny obvykle sdílejí stejné jevy toku a jsou popsány stejnými rovnicemi.
Hydraulika řeší praktické technické problémy skladování, přemísťování a používání kapalin. To je na rozdíl od hydrologie, která studuje přirozený pohyb vody zemskou kůrou. Vlastnosti kapaliny v klidu jsou předmětem hydrostatiky. Ty vstupují do hry při navrhování přehrad, hydraulických lisů a ponorných strojů.
Hydrodynamika se zabývá problémy inženýrství tekutin, které zahrnují tření a turbulenci. To jsou obvykle faktory, kdy se k pohonu mechanických zařízení používají kapaliny protékající potrubím nebo hydraulický tlak. Účinné fungování čerpadel, turbo strojů a hydraulických motorů závisí na účinném řízení těchto sil.
Pneumatika se primárně zabývá využitím stlačeného plynu k pohonu mechanických zařízení. Brzdové systémy, elektrické nářadí a postřikovače jsou často poháněny stlačeným plynem. Technologie tekutin vyrábí širokou škálu průmyslových pneumatických zařízení, která se spoléhají na stlačený atmosférický vzduch. Takový zdroj energie je snadno dostupný bez nebezpečí úniku spojeného s použitím jiných plynů.
Pohyb tekutým médiem může zahrnovat projekty tak rozmanité, jako je konstrukce letadel nebo výroba efektivních lodních vrtulí. Technologie tekutin je aplikována na letectví pomocí Bernoulliho rovnice, která popisuje chování proudění tekutiny podél povrchu. Stejné rovnice mohou také popisovat vlastnosti ovlivňující pohyb tekutin přes stísněnou oblast nebo pohyb ponorky oceánem.
Při vrtání ropy nebo zemního plynu používá bahenní technik principy kapalinového inženýrství při výběru vrtného bahna nebo kapaliny, která zajišťuje hydrostatický tlak ve vrtu. Materiál se vstřikuje do díry, aby se vyloučily cizí tekutiny, ochladil a promazal vrták a pomohl při přenášení vrtáků na povrch. Jako tekutinu lze použít stlačený vzduch, čistou vodu a jílové směsi na bázi vody nebo oleje.