O que é engenharia de fluidos?
A engenharia de fluidos preocupa-se com o design e a implementação de sistemas que transportam fluidos ou máquinas que funcionam, depende das propriedades do fluido. Nesse contexto, fluidos são todos os materiais que fluem sem forma fixa, se deformam sob pressão e se adaptam à forma de seus recipientes. Líquidos, gases e plasmas são todos líquidos. Projetos comuns em engenharia de fluidos podem envolver a construção de uma tubulação ou o design eficiente de veículos.
No coração, a engenharia de fluidos é a dinâmica de fluidos, a ciência dos fluidos em movimento. As propriedades mecânicas dos líquidos são tratadas na ciência aplicada da hidráulica. A Pneumatics estuda as propriedades e aplicações de gases pressurizados. Embora sejam duas disciplinas distintas, os fluidos envolvidos geralmente compartilham os mesmos fenômenos de fluxo e são descritos pelas mesmas equações.
A hidráulica trata dos problemas práticos de engenharia de armazenamento, movimentação e uso de líquidos. Isso contrasta com a hidrologia, que estuda o movimento natural da água através da crosta terrestre. As propriedades de um líquido em repouso são objetos de hidrostática. Eles entram em cena ao projetar barragens, prensas hidráulicas e máquinas submersas.
A hidrodinâmica lida com problemas de engenharia de fluidos que envolvem atrito e turbulência. Normalmente, esses são fatores quando líquidos que fluem através de tubos ou pressão hidráulica são usados para acionar dispositivos mecânicos. O funcionamento eficiente de bombas, máquinas turbo e motores hidráulicos depende do controle efetivo dessas forças.
A Pneumatics está preocupada principalmente com o uso de gás pressurizado para acionar dispositivos mecânicos. Todos os sistemas de freio, ferramentas elétricas e pulverizadores são freqüentemente alimentados por gás comprimido. A engenharia de fluidos produz uma grande variedade de dispositivos pneumáticos industriais que dependem do ar atmosférico comprimido. Essa fonte de energia está facilmente disponível sem os perigos de vazamento associados ao uso de outros gases.
O movimento através de um meio fluido pode envolver projetos tão diversos quanto o design de aeronaves ou a produção de hélices de navios eficientes. A engenharia de fluidos é aplicada à aeronáutica por meio da equação de Bernoulli, que descreve o comportamento do fluxo de fluidos ao longo de uma superfície. As mesmas equações também podem descrever propriedades que afetam o movimento de líquidos através de uma área confinada ou o movimento de um submarino através do oceano.
Na perfuração de petróleo ou gás natural, o engenheiro de lama emprega princípios de engenharia de fluidos ao escolher a lama de perfuração, ou fluido, que fornece pressão hidrostática no poço. O material é injetado no furo, a fim de excluir fluidos estranhos, resfriar e lubrificar a broca e auxiliar no transporte de aparas de perfuração para a superfície. Ar comprimido, água pura e misturas de argila à base de água ou óleo podem ser usadas como fluido.