Capítulo 2 Estática dos Fluidos

Transcrição

1 Caítulo 2 Estática dos Fluidos ME430 8 e 24/02/200

2 A(O) ENGENHEIRA(O) DEVE RESOLVER PROBLEMAS E CRIAR OPORTUNIDADES!

3 Primeiro roblema São dados dois tubos cilíndricos verticais A e B abertos à atmosfera, de seções transversais resectivamente iguais a 0,5 m² e 0, m². As extremidades inferiores desses tubos estão em um lano orizontal e comunicam-se or um tubo estreito (de seção e comrimento desrezíveis), dotado de uma válvula gaveta inicialmente fecada (figura ). Os tubos contêm líquidos não-miscíveis, de esos esecíficos g A = 7840 N/m³ e g B = 760 N/m³. Sabe-se que os líquidos na situação inicial elevam-se às alturas A = 25 cm e B = 00 cm. Aós a abertura da válvula gaveta ede-se determinar as alturas e 2 dos dois líquidos (figura 2). A B B A A 2 figura figura 2

4 O QUE DEVEMOS ESTUDAR NESTE CAPÍTULO PARA RESOLVER O PROBLEMA ANTERIOR?

5 DEVEMOS ESTUDAR PRESSÃO, PRESSÃO EM UM PONTO FLUIDO, TEOREMA DE STEVIN, ESCALAS DE PRESSÃO E UNIDADES DE PRESSÃO! AS RESTRIÇÕES: FLUIDO INCOMPRESSÍVEL, CONTÍNUO E EM REPOUSO.

6 E ESSES ESTUDOS SÃO IMPORTANTES?

7 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 exemlo a PRESSÃO ode ser considerada como uma das mais imortantes grandezas físicas que atua nestes referidos rocessos.

8 df N da ressão em um onto fluido ertecente a um fluido contínuo incomressível reouso unidades de ressão é uma grandeza escalar Pressão 8/02/200 - v teorema de Stevin carga de ressão escalas de ressão

9 ressão em um onto fluido ertecente a um fluido contínuo incomressível reouso Pressão 8/02/200 - v0 dfn da Se a ressãofor constante dfn nestasituação,tem- se: A Re cordandoo conceito de esoesecífico: tem- eso G g e lembrandoque ele é volume V constantearaum fluido incomressível, se: df N A

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

11 AÍ FICOU FÁCIL! da dv da AMPLIANDO dg g dv dg da g da da

12 PRESSÃO DE UM PONTO FLUIDO: g atm

13 Já consideramos o fluido incomressível e contínuo, vamos refletir agora elo fato dele estar em reouso! é uma grandeza escalar Pre ssão PELA 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, E ISSO COMPROVA SE TRATAR DE UMA GRANDEZA ESCALAR! 8/02/200 - v0

14 teorema de Stevin Pressão B B A A g ressão no ontob ressão no ontoa diferença de cotas entre o ontob e A g eso esecífico do fluido 8/02/200 - v0

15 CONCLUSÕES E A D A C A E D C B A g ) 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.

16 escalas de ressão Pressão 8/02/200 - v3

17 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.

18 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

19 carga de ressão Pres são 8/02/200 - v0

20 Carga de ressão = g 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. tt://

21 Unidades de carga de ressão Será semre uma unidade de comrimento acrescida do nome do fluido considerado, exemlos: mca (metro de coluna d água), mmhg (milímetro de mercúrio), etc.

22 Unidades de ressão admitidas no SI Grandeza Nome Plural Símbolo Equivalência ressão atmosfera atmosferas atm Pa ressão bar bars bar 0 5 Pa ressão milímetro de mercúrio milímetros de mercúrio mmhg 33,322 Pa arox. Existem outras ainda encontradas até oje!

23 atm si (lbf/ol²) kgf/m² kgf/cm² Pa (N/m²) kpa torr ou mmhg bar atm 4, ,27, , ,0325 si (lbf/ol²) 0, ,0696 0, ,757 6, ,7493 0, kgf/m² 9,6784e-5 0, , , , ,80665e-5 kgf/cm² 0, , ,5 98, ,5592 0, Pa (N/m²) 9,869233e-6 0, ,0976e-5,0976e , kpa 0, , ,976 0, , ,0 torr ou mmhg 0, , ,595 0, ,3224 0, , bar 0, , ,6, ,067 Para obter novas transformação consulte a ágina: tt:// E clique em Transformação de unidades

24 Com os conceitos anteriores ode-se resolver o rimeiro roblema 0,3056m 0,389m 36 5 ) 5 ( 6 6 tem -se: (), em (2) De (2) 5 0, 0,5 0,m 0, V : gaveta válvula da abertura a com altera não se que B, líquido do inicial Volume () , tubos: dos fundo no ressões as -se Igualando inicial B B A A g g g

25 Segundo roblema 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.