วิศวกรรมของไหลคืออะไร

วิศวกรรมของไหลเกี่ยวข้องกับการออกแบบและการใช้งานระบบที่ขนส่งของเหลวหรือเครื่องจักรที่ทำงานขึ้นอยู่กับคุณสมบัติของของไหล ในบริบทนี้ของเหลวเป็นวัสดุทั้งหมดที่ไหลไม่มีรูปร่างคงที่เปลี่ยนรูปภายใต้ความกดดันและสอดคล้องกับรูปร่างของภาชนะบรรจุ ของเหลวแก๊สและพลาสมาเป็นของเหลวทั้งหมด โครงการทั่วไปในวิศวกรรมของเหลวอาจเกี่ยวข้องกับการก่อสร้างท่อส่งก๊าซหรือการออกแบบยานพาหนะที่มีประสิทธิภาพ

ที่หัวใจของวิศวกรรมของเหลวคือพลศาสตร์ของไหลศาสตร์แห่งการเคลื่อนที่ คุณสมบัติทางกลของของเหลวถูกจัดการในวิทยาศาสตร์ประยุกต์ของชลศาสตร์ นิวเมติกศึกษาคุณสมบัติและการใช้งานของก๊าซแรงดันสูง แม้ว่าสิ่งเหล่านี้เป็นสองสาขาวิชาที่แตกต่างกันของเหลวที่เกี่ยวข้องมักจะแบ่งปันปรากฏการณ์การไหลเดียวกันและอธิบายโดยสมการเดียวกัน

ไฮดรอลิกส์แก้ปัญหาทางวิศวกรรมในทางปฏิบัติเกี่ยวกับการเก็บการเคลื่อนย้ายและการใช้ของเหลว ตรงกันข้ามกับอุทกวิทยาซึ่งศึกษาการเคลื่อนที่ตามธรรมชาติของน้ำผ่านเปลือกโลก คุณสมบัติของของเหลวที่เหลืออยู่เป็นเรื่องของอุทกพลศาสตร์ สิ่งเหล่านี้เกิดขึ้นเมื่อออกแบบเขื่อนเครื่องอัดไฮดรอลิกและเครื่องจักรใต้น้ำ

Hydrodynamics เกี่ยวข้องกับปัญหาวิศวกรรมของเหลวที่เกี่ยวข้องกับการเสียดสีและความปั่นป่วน โดยทั่วไปแล้วสิ่งเหล่านี้เป็นปัจจัยเมื่อของเหลวที่ไหลผ่านท่อหรือความดันไฮดรอลิกถูกใช้เพื่อขับเคลื่อนอุปกรณ์เชิงกล การทำงานที่มีประสิทธิภาพของปั๊มเครื่องจักรเทอร์โบและมอเตอร์ไฮดรอลิกทั้งหมดขึ้นอยู่กับการควบคุมที่มีประสิทธิภาพของกองกำลังเหล่านี้

นิวเมติกส์เกี่ยวข้องกับการใช้แก๊สแรงดันสูงเป็นหลักในการขับเคลื่อนอุปกรณ์เชิงกล ระบบเบรกเครื่องมือไฟฟ้าและเครื่องพ่นสารเคมีล้วนใช้พลังงานจากก๊าซอัด วิศวกรรมของไหลผลิตอุปกรณ์นิวเมติกอุตสาหกรรมที่หลากหลายซึ่งพึ่งพาอากาศอัด แหล่งพลังงานดังกล่าวสามารถหาได้ง่ายโดยไม่เกิดอันตรายจากการรั่วไหลที่เกี่ยวข้องกับการใช้ก๊าซอื่น ๆ

การเคลื่อนที่ผ่านตัวกลางที่เป็นของเหลวสามารถเกี่ยวข้องกับโครงการที่มีความหลากหลายเช่นการออกแบบเครื่องบินหรือการผลิตใบพัดเรือที่มีประสิทธิภาพ วิศวกรรมของไหลถูกนำไปใช้กับการบินโดยใช้สมการของเบอร์นูลลีซึ่งอธิบายพฤติกรรมของการไหลของของเหลวตามพื้นผิว สมการเดียวกันอาจอธิบายคุณสมบัติที่มีผลต่อการเคลื่อนที่ของของเหลวผ่านบริเวณที่ จำกัด หรือการเคลื่อนที่ของเรือดำน้ำผ่านมหาสมุทร

ในการขุดเจาะน้ำมันหรือก๊าซธรรมชาติวิศวกรโคลนใช้หลักการทางวิศวกรรมของไหลเมื่อเลือกโคลนเจาะหรือของเหลวซึ่งให้แรงดันคงที่ในหลุมเจาะ วัสดุจะถูกฉีดเข้าไปในรูเพื่อแยกของเหลวภายนอกทำความเย็นและหล่อลื่นดอกสว่านและช่วยในการเจาะรูเจาะผิว อากาศอัด, น้ำเปล่าและน้ำหรือดินผสมน้ำมันอาจใช้เป็นของเหลว