Apa itu Teknik Fluida?

Rekayasa fluida berkaitan dengan desain dan implementasi sistem yang mengangkut cairan atau mesin yang fungsinya tergantung pada sifat fluida. Dalam konteks ini, cairan adalah semua bahan yang mengalir tanpa bentuk tetap, berubah bentuk di bawah tekanan, dan sesuai dengan bentuk wadahnya. Cairan, gas, dan plasma semuanya adalah cairan. Proyek umum dalam rekayasa fluida mungkin melibatkan pembangunan pipa, atau desain kendaraan yang efisien.

Di jantung rekayasa fluida adalah dinamika fluida, ilmu tentang fluida yang bergerak. Sifat mekanik cairan dibahas dalam ilmu terapan hidrolika. Pneumatik mempelajari sifat dan aplikasi gas bertekanan. Meskipun ini adalah dua disiplin ilmu yang berbeda, fluida yang terlibat biasanya memiliki fenomena aliran yang sama dan dijelaskan oleh persamaan yang sama.

Hidraulik membahas masalah teknik praktis dalam menyimpan, memindahkan, dan menggunakan cairan. Hal ini berbeda dengan hidrologi, yang mempelajari pergerakan alami air melalui kerak bumi. Sifat-sifat zat cair dalam keadaan diam merupakan pokok bahasan hidrostatika. Ini ikut bermain saat merancang bendungan, penekan hidrolik, dan mesin selam.

Hidrodinamika berurusan dengan masalah rekayasa fluida yang melibatkan gesekan dan turbulensi. Ini biasanya faktor ketika cairan yang mengalir melalui pipa atau tekanan hidrolik digunakan untuk menggerakkan perangkat mekanis. Fungsi pompa, mesin turbo, dan motor hidrolik yang efisien semuanya bergantung pada kontrol efektif dari gaya-gaya ini.

Pneumatik terutama berkaitan dengan penggunaan gas bertekanan untuk menggerakkan perangkat mekanis. Sistem rem, perkakas listrik, dan penyemprot semuanya sering kali ditenagai oleh gas terkompresi. Rekayasa fluida menghasilkan beragam perangkat pneumatik industri yang mengandalkan udara atmosfer terkompresi. Sumber daya seperti itu mudah tersedia tanpa bahaya kebocoran yang terkait dengan penggunaan gas lain.

Pergerakan melalui media fluida dapat melibatkan proyek yang beragam seperti desain pesawat terbang atau produksi baling-baling kapal yang efisien. Rekayasa fluida diterapkan pada aeronautika melalui persamaan Bernoulli, yang menggambarkan perilaku aliran fluida di sepanjang permukaan. Persamaan yang sama mungkin juga menggambarkan sifat-sifat yang mempengaruhi pergerakan cairan melalui area terbatas atau pergerakan kapal selam melalui lautan.

Dalam pengeboran minyak atau gas alam, insinyur lumpur menggunakan prinsip-prinsip rekayasa fluida ketika memilih lumpur pengeboran, atau cairan, yang memberikan tekanan hidrostatik di lubang bor. Bahan disuntikkan ke dalam lubang untuk mengeluarkan cairan asing, mendinginkan dan melumasi mata bor dan membantu membawa potongan bor ke permukaan. Udara tekan, air biasa dan campuran tanah liat berbasis air atau minyak dapat digunakan sebagai fluida.