Capítulo 2 Estática dos fluidos Prof. Ricardo Menon.

Capítulo 2 Estática dos fluidos Prof. Ricardo Menon

Pressão

Teorema de Stevin

© 2008 Pearson Prentice Hall. All rights reserved
Teorema de Stevin Na diferença de pressão não interessa a distância entre eles, mas a diferença de cotas; A pressão num mesmo plano é a mesma; O formato do recipiente não é importante para o cálculo da pressão em algum ponto; © 2008 Pearson Prentice Hall. All rights reserved

Teorema de Stevin Nos gases, como o peso específico é pequeno, se a diferença entre as cotas não é muito grande, pode-se desprezar a diferença de pressão entre eles. © 2008 Pearson Prentice Hall. All rights reserved

Fluido em repouso A pressão num ponto de um fluido em repouso é a mesma em qualquer direção. Se isso não fosse correto, deveria haver movimento devido a diferenças de pressão. © 2008 Pearson Prentice Hall. All rights reserved

Lei de Pascal A pressão aplicada num ponto de um fluido em repouso transmite-se integralmente a todos os pontos do fluido. Em (a): P1=1; P2=2; P3=3 e P4=4 N/cm2 Em (b): P1=21; P2=22; P3=23 e P4=24 N/cm2 © 2008 Pearson Prentice Hall. All rights reserved

Carga de Pressão Em tubulações com diâmetro pequeno, a pressão é aproximadamente a mesma em todos os pontos transversais. Abrindo-se um orifício no tubo, e inserindo um tubo de vidro, o líquido sobe até alcançar a altura h. © 2008 Pearson Prentice Hall. All rights reserved

Escalas de Pressão Medida em relação ao vácuo ou zero absoluto: “pressão absoluta”; Medida em relação a pressão atmosférica: “pressão efetiva” ou “manométrica”. © 2008 Pearson Prentice Hall. All rights reserved

Manômetro de Bourdon A leitura da pressão na escala efetiva ou manométrica será feita diretamente no mostrador, quando a parte externa do manômetro estiver exposta à pressão atmosférica. © 2008 Pearson Prentice Hall. All rights reserved

Manômetro de Bourdon No caso abaixo, a parte interna está sujeita à pressão P1 e a externa, à P2. Pmanômetro = P1 – P2 ou Pmanômetro = Ptomada de pressão – Pexterna © 2008 Pearson Prentice Hall. All rights reserved

Coluna Piezométrica Apresenta três defeitos que tornam o uso do piezômetro limitado: A altura h, para pressões elevadas e para líquidos de baixo peso específico, será muito alta. (água com 105 N/m2 terá h = 10m); Não se pode medir pressões de gases; Não se pode medir pressões efetivas ou manométrica negativas, pois entrará gás no reservatório. © 2008 Pearson Prentice Hall. All rights reserved

Manômetro em U Corrige o problema de pressões efetivas ou manométrica negativas. A presença de um fluido manométrico permite a medição da pressão de gases. Com um fluido manométrico de elevado peso específico (mercúrio), diminui-se a altura da coluna.

Manômetro Diferenciais
São manômetros de tubo em U, ligados a dois reservatórios, em vez de ter um dos ramos abertos à atmosfera. © 2008 Pearson Prentice Hall. All rights reserved

A Equação Manométrica

A Equação Manométrica Regra prática: começando do lado esquerdo, soma-se à pressão PA a pressão das colunas descendentes e subtrai-se aquela das colunas ascendentes. Nota-se que as cotas são sempre dadas até a superfície de separação de dois fluidos do manômetro.

Força numa superfície plana submersa
Num fluido em repouso não existem forças tangenciais agindo nele: todas as forças serão normais à superfície submersa. Se a pressão tiver uma distribuição uniforme sobre a superfície (superfície submersa na posição horizontal), a força é determinada multiplicando a pressão pela área correspondente, e o ponto de aplicação será o centro de gravidade (CG) da superfície. © 2008 Pearson Prentice Hall. All rights reserved

Seja o traço AB do plano perpendicular ao plano da figura abaixo. A pressão efetiva varia desde zero na superfície livre, A, até P = h em B. Pelo Teorema de Stevin, a variação da pressão é linear. A pressão varia de um ponto para outro.

A força resultante de um lado da superfície plana será a somatória dos produtos das áreas elementares pelas pressões nelas agindo. O ponto de aplicação da força, chamado centro das pressões (CP) se localizará abaixo do CG.

O cálculo do módulo da força resultante é baseado na figura abaixo. (pg. 31e 32) 𝑭=𝜸. 𝒉 .𝑨= 𝑷 .𝑨 𝒚 𝑪𝑷 = 𝒚 + 𝑰 𝑪𝑮 𝒚 .𝑨 e 𝑰 𝑪𝑮 = 𝒚 𝟐 𝒅𝑨

Empuxo O corpo abaixo pode ser imaginado como contendo duas superfícies: ABC, onde as forças de pressão possuem componentes para cima, e ADC, onde as forças de pressão possuem componentes para baixo. © 2008 Pearson Prentice Hall. All rights reserved

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