O que é Definição de Fluido – Definição

Por definição, um material fluido não possui rigidez. O fluido é uma substância que se deforma continuamente (flui) sob uma tensão de cisalhamento aplicada. Engenharia Térmica

Definição de Fluido

Definição de FluidoNa física, um fluido é uma substância que se deforma continuamente (flui) sob uma tensão de cisalhamento aplicada. A característica que distingue um fluido de um sólido é sua incapacidade de resistir à deformação sob uma tensão de cisalhamento aplicada (uma força tangencial por unidade de área). Os líquidos são um subconjunto das fases da matéria e incluem líquidos, gases, plasmas e, em certa medida, sólidos plásticos.

Por definição, um material sólido é rígido. Por exemplo, se alguém impor uma tensão de cisalhamento em um bloco sólido de aço, o bloco não começará a mudar de forma até que uma quantidade extrema de tensão seja aplicada. Para ser mais exato, quando uma tensão de cisalhamento é aplicada pela primeira vez a um material rígido, ela se deforma levemente, mas depois volta à sua forma original quando a tensão é aliviada.

Diagrama de fases da água
Diagrama de fases da água.
Fonte: wikipedia.org CC BY-SA

Um material plástico, como argila, também possui algum grau de rigidez. No entanto, a tensão crítica de cisalhamento acima da qual produz é relativamente pequena e, uma vez excedida essa tensão, o material se deforma de forma contínua e irreversível e não recupera
sua forma original quando a tensão é aliviada.

Por definição, um material fluido não possui rigidez. Por exemplo, se alguém impuser uma tensão de cisalhamento a um elemento fluido, o elemento fluido se deforma, porque é incapaz de suportar qualquer tendência de uma tensão de cisalhamento aplicada a mudar sua forma. Além disso, quanto mais tensão é aplicada, mais o elemento fluido se deforma. Isso nos fornece um recurso característico de líquidos (e gases – líquidos, em geral) que os distingue de outras formas de matéria e, portanto, podemos dar uma definição formal.

Existem dois tipos de fluido: líquidos e gases. A diferença mais importante entre esses dois tipos de fluido está em sua relativa compressibilidade. Os gases podem ser comprimidos com muito mais facilidade do que líquidos. Consequentemente, qualquer movimento que envolva variações significativas de pressão é geralmente acompanhado por mudanças muito maiores na densidade de massa no caso de um gás do que no caso de um líquido.

 

Água como fluido de refrigeração do reator

Água e vapor são um fluido comum usado para a troca de calor no circuito primário (da superfície das barras de combustível ao fluxo do líquido de refrigeração) e no circuito secundário. É utilizado devido à sua disponibilidade e alta capacidade de calor, tanto para refrigeração quanto para aquecimento. É especialmente eficaz para transportar calor através da vaporização e condensação da água devido ao seu calor latente muito grande de vaporização .

Uma desvantagem é que os reatores moderados a água precisam usar o circuito primário de alta pressão para manter a água no estado líquido e para obter eficiência termodinâmica suficiente. Água e vapor também reagem com metais comumente encontrados em indústrias como aço e cobre, que são oxidados mais rapidamente por água e vapor não tratados. Em quase todas as centrais térmicas (carvão, gás, nuclear), a água é usada como fluido de trabalho (usado em um circuito fechado entre caldeira, turbina a vapor e condensador) e o líquido de arrefecimento (usado para trocar o calor residual por um corpo de água) ou carregue-o por evaporação em uma torre de resfriamento).

Água como moderador

O moderador de nêutrons , que é importante em reatores térmicos , é usado para moderar, ou seja, desacelerar os nêutrons da fissão para as energias térmicas . Núcleos com baixo número de massa são mais eficazes para essa finalidade, portanto, o moderador é sempre um material com baixo número de massa. Os moderadores comumente usados ​​incluem água regular (leve) (aproximadamente 75% dos reatores do mundo), grafite sólida (20% dos reatores) e água pesada (5% dos reatores).

Na maioria dos reatores nucleares , a água é um refrigerante e um moderador . A moderação ocorre especialmente nos núcleos de hidrogênio. No caso do hidrogênio (A = 1) como núcleo alvo, o nêutron incidente pode ser completamente interrompido – possui o maior decréscimo médio de energia logarítmica médio de todos os núcleos. Por outro lado, os núcleos de hidrogênio têm seção transversal de absorção relativamente maior , portanto a água não é o melhor moderador de acordo com a razão moderadora .

Moderadores de nêutrons - Parâmetros

Água como blindagem de nêutrons

Blindagem da radiação de nêutrons
Água como escudo de nêutrons

A água devido ao alto teor de hidrogênio e à disponibilidade é uma proteção efetiva e comum aos nêutrons . No entanto, devido ao baixo número atômico de hidrogênio e oxigênio, a água não é um escudo aceitável contra os raios gama. Por outro lado, em alguns casos, essa desvantagem (baixa densidade) pode ser compensada pela alta espessura da proteção da água. No caso de nêutrons, a água modera perfeitamente os nêutrons, mas com a absorção de nêutrons pelos raios gama secundários do núcleo de hidrogênio com alta energia são produzidos. Esses raios gama penetram muito na matéria e, portanto, podem aumentar os requisitos de espessura da proteção da água. Adicionando um  ácido bórico pode ajudar com esse problema (absorção de nêutrons nos núcleos de boro sem forte emissão gama), mas resulta em outros problemas com a corrosão dos materiais de construção.

Veja também: Blindagem de nêutrons

 

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