Qu'est-ce que l'ingénierie des fluides?
L'ingénierie des fluides concerne la conception et la mise en œuvre de systèmes qui transportent les fluides ou les machines qui fonctionnent dépend des propriétés du fluide. Dans ce contexte, les fluides sont tous des matériaux qui coulent sans forme fixe, se déforment sous pression et se conforment à la forme de leurs conteneurs. Les liquides, les gaz et les plasmas sont tous des fluides. Les projets communs en ingénierie des fluides pourraient impliquer la construction d'un pipeline ou la conception efficace des véhicules.
Au cœur de l'ingénierie du liquide est la dynamique des fluides, la science des fluides en mouvement. Les propriétés mécaniques des liquides sont traitées dans la science appliquée de l'hydraulique. La pneumatique étudie les propriétés et les applications des gaz sous pression. Bien qu'il s'agisse de deux disciplines distinctes, les fluides impliqués partagent généralement les mêmes phénomènes d'écoulement et sont décrits par les mêmes équations.
L'hydraulique aborde les problèmes de génie pratique du stockage, du déplacement et de l'utilisation de liquides. Cela contraste avec l'hydrologie,qui étudie le mouvement naturel de l'eau à travers la croûte terrestre. Les propriétés d'un liquide au repos sont l'objet de l'hydrostatique. Ceux-ci entrent en jeu lors de la conception de barrages, de presses hydrauliques et de machines submersibles.
L'hydrodynamique traite des problèmes d'ingénierie des fluides qui impliquent la friction et la turbulence. Ce sont généralement des facteurs lorsque les liquides circulant à travers des tuyaux ou une pression hydraulique sont utilisés pour entraîner des dispositifs mécaniques. Le fonctionnement efficace des pompes, des machines turbo et des moteurs hydrauliques dépendent tous du contrôle effectif de ces forces.
La pneumatique est principalement préoccupée par l'utilisation de gaz sous pression pour générer des dispositifs mécaniques. Les systèmes de freinage, les outils électriques et les pulvérisateurs sont tous fréquemment alimentés par des gaz comprimés. L'ingénierie des fluides produit un large éventail de dispositifs pneumatiques industriels qui dépendent de l'air atmosphérique comprimé. Une telle source d'alimentation est facilement avAIMABLE sans les dangers de fuite associés à l'utilisation d'autres gaz.
Le mouvement à travers un milieu fluide peut impliquer des projets aussi divers que la conception d'avions ou la production d'hélices de navires efficaces. L'ingénierie des fluides est appliquée à l'aéronautique au moyen de l'équation de Bernoulli, qui décrit le comportement de l'écoulement de fluide le long d'une surface. Les mêmes équations peuvent également décrire les propriétés effectuant le mouvement des liquides à travers une zone confinée ou le mouvement d'un sous-marin à travers l'océan.
Dans le forage pour l'huile ou le gaz naturel, l'ingénieur de boue utilise des principes d'ingénierie fluide lors du choix de la boue de forage, ou liquide, qui fournit une pression hydrostatique dans le forage. Le matériau est injecté dans le trou afin d'exclure des fluides étrangers, de refroidir et de lubrifier le foret et d'aider à transporter les boutures de forage à la surface. L'air comprimé, l'eau ordinaire et l'eau ou les mélanges d'argile à base d'huile peuvent être utilisés comme fluide.