17.7 : Exemplo de design: fluxo através de um extintor de incêndio

Um extintor de incêndio que usa água pressurizada depende de princípios de dinâmica de fluidos para gerar um fluxo de alta velocidade capaz de suprimir chamas. A água é armazenada a uma pressão muito maior dentro do extintor do que a atmosfera ao redor. Essa diferença de pressão força a água a fluir rapidamente quando o extintor é ativado, e o comportamento da água ao sair do bico pode ser compreendido usando equações fundamentais da dinâmica de fluidos.

A chave para entender como a água acelera está na diferença de pressão entre o interior do extintor e o ambiente externo. A equação de Bernoulli, que relaciona pressão e velocidade, calcula a rapidez com que a água sairá do bico.

De acordo com esse princípio, à medida que a pressão diminui, a velocidade aumenta. Isso significa que a alta pressão interna dentro do extintor é convertida na velocidade da água à medida que ela flui para fora. À medida que a água se aproxima do bico, a diminuição do diâmetro do bico acelera ainda mais o fluxo, transformando a energia da pressão em energia cinética.

Após determinar a velocidade de saída da água, a vazão, ou o volume de água expelido ao longo do tempo, é calculado. O cálculo usa a equação de continuidade, garantindo que a água que flui pelo sistema permaneça constante. A vazão é o produto da velocidade da água e da área da seção transversal do bico.

Como o bico tem um diâmetro pequeno, a água é expelida em alta velocidade, fornecendo um fluxo consistente e poderoso necessário para a supressão de incêndio. Ao aplicar esses princípios, o desempenho do extintor pode ser otimizado para garantir uma operação eficaz.