Capítulo 2 Estática dos Fluidos

Transcrição

1 Caítulo 2 Estática dos Fluidos ME4310 e MN /08/2009

2 O QUE IREMOS ESTUDAR NESTE CAPÍTULO? QUAIS AS RESTRIÇÕES?

3 VAMOS ESTAR PRESSÃO, ALGUMAS DAS SUAS LEIS BÁSICAS, ALGUMAS APLICAÇÕES E ALGUNS APARELHOS USADOS PARA MEDI-LAS! AS RESTRIÇÕES: FLUIDO INCOMPRESSÍVEL, CONTINUO E EM REPOUSO.

4 POR QUE ESTUDAR A PRESSÃO?

5 No mundo contemorâneo, torna-se cada vez mais necessária a medição e controle de determinados arâmetros dos rocessos, com a finalidade de atender aos mais variados tios de esecificações técnicas, or este motivo a PRESSÃO ode ser considerada como uma das mais imortantes grandezas físicas que atua nestes referidos rocessos.

6 df N da ressão em um onto fluido ertecente a um fluido contínuo incomressível reouso unidades de ressão é uma grandeza escalar medidores de ressão Pressão 26/08/ v9 teorema de Stevin carga de ressão lei de Pascal escalas de resssão

7 ressão em um onto fluido ertecente a um fluido contínuo incomressível reouso Pressão 26/08/ v9 dfn da Se a ressãofor constante dfn nestasituação,tem- se: A Re cordandoo conceito de esoesecífico: tem- eso G e lembrandoque ele é volume V constantearaum fluido incomressível, se: df N A

8 POR QUE? PELA CONDIÇÃO DE UM FLUIDO CONTÍNUO O PONTO FLUIDO TERÁ SEMPRE UM DIMENSÃO ELEMENTAR (da) E ISTO IMPLIVA QUE SOBRE ELE EXISTIRÁ UM PESO (dg), O QUAL PODE SER DETERMINADO POR: dg dg dv h da

9 AÍ FICOU FÁCIL! da dv h da AMPLIANDO dg dv dg da h da da

10 PRESSÃO DE UM PONTO FLUIDO: h atm

11 Já consideramos o fluido incomressível e continuo, vamos refletir agora elo fato dele estar em reouso! é uma grandeza escalar Pre ssão 26/08/ v9 PELO CONDIÇÃO DE ESTAR EM REPOUSO, PODE-SE AFIRMAR QUE A PRESSÃO EM TODAS AS DIREÇÕES NO ENTORNO DO PONTO FLUIDO SÃO IGUAIS, PORTANTO ELA NÃO DEPENDE DA DIREÇÃO, PORTANTO É UMA GRANDEZA ESCALAR!

12 teorema de Stevin Pressão B B A A h ressãono ontob ressãono onto A h diferençade cotas entre o ontob e A esoesecífico do fluido 26/08/ v9

13 CONCLUSÕES h E A D A C A E D C B A 1) ara determinar a diferença de ressão entre dois ontos, não imorta a distância entre eles, mas sim, a diferença de cotas entre eles; 2) a ressão de dois ontos em um mesmo nível, isto é, na mesma cota, é a mesma; 3) a ressão indeende do formato, do volume ou da área da base do reservatório.

14 lei de Pascal Pre ssão 26/08/ v9 A PRESSÃO APLICADA SOBRE UM FLUIDO INCOMPRESSÍVEL, CONTÍNUO E EM REPOUSO É TRANSMITIDA INTEGRALMENTE A TODOS OS SEUS PONTOS.

15 VANTAGEM

16 APLICAÇÕES

17 escalas de ressão Pressão 26/08/ v12

18 Escalas de ressão Escala absoluta é aquela que adota como o zero o vácuo absoluto, ortanto nela só existem ressões ositivas, teoricamente se ode ter o zero. Escala efetiva é aquela que adota como zero a ressão atmosférica local (ressão barométrica), or este motivo ode ser ositiva, nula e negativa.

19 Pressão barométrica Diagrama comarativo entre escalas Zero efetivo efetiva Pressão atmosférica local absoluta Zero absoluto Vácuo absoluto absoluta barom étrica efetiva atm loc al barom étrica

20 carga de ressão Pres são 26/08/ v9

21 Carga de ressão = h h Pode-se determinar a carga de ressão or exemlo no iezômetro e no barômetro, sendo que este último ossibilita a determinação da ressão atmosférica local. htt://

22 medidores de ressão Pressão 26/08/ v9

23 Com o Manômetro de Tubo em U odemos fazer três tios de medição tais como: 1. Medição de Pressão Positiva: maior do que a ressão atmosférica. 2. Medição de Pressão Negativa ou de Vácuo: menor do que a ressão atmosférica. 3. Medição de Pressão Diferencial: Igual à diferença entre duas ressões alicadas simultaneamente MANÔMETROS DE TUBO EM U DEPRIMÔMETROS

24 IMPORTANTE NOTAR QUE OS GASES EM INSTRUMENTAÇÕES APRESENTAM A SUA PRESSÃO CONSTANTE, JÁ QUE O PRODUTO DO SEU PESO ESPECÍFICO PELA DIFERENÇA DE COTA SERIA DESPREZÍVEL.

25 Na determinação da ressão do gás tanto ode-se recorrer ao teorema de Stevin, com a equação manométrica. A A' gás gás atm atm A' H2O Escalaefetiva Escalaabsoluta h H2O gás h gás abs H2O h atm H2O h

26 Equação manométrica Esta é a equação que alicada nos manômetros de coluna de líquidos, resulta em uma diferença de ressão entre dois ontos fluidos, ou na ressão de um onto fluido. Ela é válida quando o sistema considerado estiver em reouso. Considerando o esquema reresentado ela figura abaixo, alicamos a equação manométrica ara a determinação da diferença de ressão 1-2.

27 Através de uma regra rática, onde se adota um dos dois ontos fluidos como referência e escreve-se a ressão que age no mesmo, a esta ressão somam-se as colunas descendentes (+h) e subtraem-se as colunas ascendentes (-h), igualando-se a exressão assim obtida à ressão que atua no outro onto fluido (aquele não escolhido como referência). m m 1 h h h

28 Exercício roosto Sabendo-se que o esquema abaixo se encontra em equilíbrio em um local onde a ressão barométrica é 700 mmhg, ede-se: a) a ressão no fundo do reciiente na escala efetiva ( F ); b) a ressão F na escala absoluta; c) a cota x.