Was ist Fluidtechnik?
Die Fluidtechnik befasst sich mit dem Entwurf und der Implementierung von Systemen, die Flüssigkeiten oder Maschinen transportieren, deren Funktion von den Fluideigenschaften abhängt. Flüssigkeiten sind in diesem Zusammenhang alle Materialien, die ohne feste Form fließen, sich unter Druck verformen und der Form ihrer Behälter entsprechen. Flüssigkeiten, Gase und Plasmen sind Flüssigkeiten. Häufige Projekte im Bereich Fluidtechnik könnten den Bau einer Rohrleitung oder die effiziente Gestaltung von Fahrzeugen umfassen.
Im Zentrum der Fluidtechnik steht die Fluiddynamik, die Wissenschaft der bewegten Fluide. Die mechanischen Eigenschaften von Flüssigkeiten werden in der angewandten Hydraulikwissenschaft behandelt. Die Pneumatik untersucht die Eigenschaften und Anwendungen von Druckgasen. Obwohl es sich um zwei unterschiedliche Disziplinen handelt, haben die beteiligten Flüssigkeiten normalerweise die gleichen Strömungsphänomene und werden durch die gleichen Gleichungen beschrieben.
Die Hydraulik befasst sich mit den technischen Problemen beim Lagern, Bewegen und Verwenden von Flüssigkeiten. Dies steht im Gegensatz zur Hydrologie, die die natürliche Bewegung von Wasser durch die Erdkruste untersucht. Die Eigenschaften einer Flüssigkeit in Ruhe sind Gegenstand der Hydrostatik. Diese kommen bei der Konstruktion von Staudämmen, hydraulischen Pressen und Tauchmaschinen zum Tragen.
Die Hydrodynamik befasst sich mit strömungstechnischen Problemen, die Reibung und Turbulenzen umfassen. Dies sind typischerweise Faktoren, wenn Flüssigkeiten durch Rohre fließen oder Hydraulikdruck zum Antreiben mechanischer Geräte verwendet wird. Die effiziente Funktion von Pumpen, Turbomaschinen und Hydraulikmotoren hängt von der wirksamen Kontrolle dieser Kräfte ab.
Die Pneumatik befasst sich hauptsächlich mit der Verwendung von Druckgas zum Antrieb mechanischer Geräte. Bremssysteme, Elektrowerkzeuge und Sprühgeräte werden häufig mit Druckgas betrieben. Die Fluidtechnik stellt eine breite Palette von industriellen pneumatischen Geräten her, die auf Druckluft basieren. Eine solche Energiequelle ist leicht verfügbar, ohne die mit der Verwendung anderer Gase verbundenen Leckagegefahren.
Die Bewegung durch ein fluides Medium kann Projekte umfassen, die so vielfältig sind wie das Flugzeugdesign oder die Herstellung effizienter Schiffspropeller. Die Strömungstechnik wird in der Luftfahrt mithilfe der Bernoulli-Gleichung angewendet, die das Verhalten der Strömung entlang einer Oberfläche beschreibt. Dieselben Gleichungen können auch Eigenschaften beschreiben, die die Bewegung von Flüssigkeiten durch ein begrenztes Gebiet oder die Bewegung eines U-Bootes durch den Ozean beeinflussen.
Beim Bohren nach Öl oder Erdgas wendet der Schlammingenieur bei der Auswahl des Bohrschlamms oder der Flüssigkeit, die den hydrostatischen Druck im Bohrloch erzeugt, strömungstechnische Prinzipien an. Das Material wird in das Loch eingespritzt, um Fremdflüssigkeiten auszuschließen, den Bohrer zu kühlen und zu schmieren und den Transport der Bohrspäne zur Oberfläche zu unterstützen. Als Flüssigkeit können Druckluft, einfaches Wasser und Tonmischungen auf Wasser- oder Ölbasis verwendet werden.