Curso Superior de Tecnologia em Fabricação Mecânica

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1 Curso Superior de Tecnologia em Fabricação Mecânica
Sistemas Térmicos Curso Superior de Tecnologia em Fabricação Mecânica Capítulo 11 Estática dos fluidos 18/04/2017 Prof. Luciano Caldeira Vilanova

2 Estática dos fluidos Quando as únicas forças atuando no sistema são as devidas a pressão atuando na superfície de uma partícula fluida e o peso da partícula. Prof. Luciano Caldeira Vilanova 18/04/2017

3 Objetivo Investigar a pressão e a sua variação ao longo de um fluido em repouso e o efeito da pressão em superfícies submersas ou parcialmente submersas. Prof. Luciano Caldeira Vilanova 18/04/2017

4 Definição de fluido

5 Variação da pressão em um fluido em repouso
Prof. Luciano Caldeira Vilanova 18/04/2017

6 Variação da pressão em um fluido em repouso
Fazendo-se um somatório de forças em cada direção ortogonal: 6 Prof. Luciano Caldeira Vilanova 18/04/2017

7 Variação da pressão em um fluido em repouso
As equações (1) e (2) dão conta que p4 = p3 e p6 = p5 e representam a Lei de Pascal, a qual afirma que as pressões em um mesmo plano horizontal não variam em um fluido em repouso.

8 Variação da pressão em um fluido em repouso

9 Lei da distribuição da pressão hidrostática

10 Altura de carga “h” Substituindo p2 por po (pressão no plano de referência) e p1 por p (pressão em um ponto qualquer da massa fluida) chegamos a definição da ALTURA DE CARGA:

11 Exemplo 11.1 Devido a um vazamento em um tanque de de armazenamento de combustível enterrado, a água escoa ocupando a parte inferior do reservatório. As`pressões na interface gasolina/água e na parte inferior do tanque são maiores do que a pressão atmosférica na superfície livre da tubulação vertical conectada ao tanque. Represente estas pressões em relação a pressão atmosférica em kPa e como uma altura de carga em metros de coluna d’água.

12 Exemplo 11.1

13 Exercício 11.1 O nível de água de um reservatório aberto encontra-se 27,43 m acima do solo. Qual a pressão em um hidrante de incêndio que está conectado ao reservatório e localizado ao nível do solo?

14 Exercício 11.2 Batiscafos são capazes de submergir a grandes profundidades no oceano. Qual é a pressão a uma profundidade de 6 km, admitindo que a água do mar possua peso específico de 10,1 kN/m3? Considerando que a pressão atmosférica seja de 101 kPa quantas vezes é maior a pressão nesta profundidade?

15 Medição da pressão

16 Medição da pressão

17 Exercício 11.6 No lado de sucção de uma bomba um manômetro de Bourdon mede 40 kPa de vácuo. Qual é a pressão absoluta correspondende se a pressão atmosférica local é 100 kPa?

18 Manometria Tubo piezométrico

19 Exercício 11.8 Um reservatório fechado está cheio de água. Um manômetro no tanque mede 48,3 kPa. Determine (a) a altura h na coluna aberta de água. (b) a pressão manométrica atuando na superfície AB (c) a pressão absoluta do ar no topo do tanque se a pressão atmosférica local é igual a 101 kPa.

20 Exercício 11.8

21 Manometria Manômetro de tubo em U

22 Exemplo 11.2 Um tanque fechado contém ar comprimido e óleo (Dóleo= 0,9). Um manômetro de tubo em U contendo mercúrio (DHg= 13,6) é conectado ao tanque. Para alturas de colunas iguais a h1= 0,914 m; h2 = 0,154 m e h3 = 0,228 m, determine a pressão lida no medidor.

23 Exemplo 11.2

24 Dispositivos de medição de pressão

25 Dispositivos de medição de pressão

26 Força hidrostática

27 Força hidrostática

28 Centro de pressão Prof. Luciano Caldeira Vilanova 18/04/2017

29 Momentos de inércia de figuras geométricas planas
Prof. Luciano Caldeira Vilanova 18/04/2017

30 Exemplo 11.3 Prof. Luciano Caldeira Vilanova 18/04/2017

31 Exercício11.20 Uma comporta homogênea retangular de 2,219 m de largura e 2,43 m de comprimento e pesando 3500 N é mantida no local por um cabo flexível horizontal. A água atua contra a comporta que é articulada em A. O atrito da rótula pode ser desprezado. Determine a força no cabo.

32 Exercício11.20

33 Flutuação

34 Exercício 11.27 Uma prancha homogênea AB de madeira possui 0,15 m por 0,35 m de seção reta. Determine o peso específico da prancha de madeira e a força na corda. Prof. Luciano Caldeira Vilanova 18/04/2017