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HIDRÁULICA Prof. Fernando A. B. Nascimento Princípios Básicos 1 HIDRÁULICA - Princípios básicos ! Etimologicamente, hidráulica significa: “condução de água” ! Atualmente, esse conceito tornou-se mais abrangente, e a hidráulica passou a denominar o estudo do comportamento da água e de outros líquidos, quer em repouso, quer em movimento. HIDRÁULICA - Princípios básicos ! Dessa forma, a hidráulica atua em diferentes áreas dentro da engenharia, podendo-se citar: ! • Urbana: • Sistemas de abastecimento de água; • Sistemas de esgotamento sanitário; • Sistemas de drenagem pluvial; • Canais. • Rural: • Sistemas de irrigação. • Instalações Prediais • Defesa contra inundações HIDRÁULICA - Princípios básicos • PROPRIEDADES DOS FLUIDOS (REVISÃO) ! • Definições: • Fluidos: líquidos e gases ! Os fluidos são substâncias ou corpos cujas moléculas ou partículas têm a propriedade de se mover umas em relação as outras sob a ação de forças de mínima grandeza (AZEVEDO NETTO). HIDRÁULICA - Princípios básicos • PROPRIEDADES DOS FLUIDOS (REVISÃO) ! • Definições: • Fluidos: líquidos e gases ! Tanto os líquidos quanto os gases ocupam o volume de um determinado recipiente que o caiba, independente da forma do mesmo, contudo, os líquidos possuem uma superfície livre e possuem um volume definido. Já os gases, ocupam todo o volume do recipiente em que são confinados, independente da massa ou tamanho. HIDRÁULICA - Princípios básicos • PROPRIEDADES DOS FLUIDOS (REVISÃO) ! • Definições: • Fluidos: líquidos e gases ! Denomina-se “pressão de vapor” (ou “tensão de vapor”) de um líquido, a pressão na superfície quando o líquido evapora. Essa pressão de vapor varia com a temperatura. HIDRÁULICA - Princípios básicos • PROPRIEDADES DOS FLUIDOS (REVISÃO) • Massa específica, densidade e peso específico ! • Massa específica: é a massa de um fluido em uma unidade de volume. Também é conhecida como densidade absoluta. (kg/m3) • Peso específico: é o peso da unidade de volume desse fluido (N/m3). • Densidade relativa: relação entre a massa específica desse material e a massa específica de um outro material tomado como base. HIDRÁULICA - Princípios básicos • PROPRIEDADES DOS FLUIDOS (REVISÃO) ! • Compressibilidade • É a propriedade que tem os corpos de reduzir seus volumes sob a ação de pressões externas. • Considerando-se a lei da conservação da massa, um aumento de pressão corresponde a um aumento de massa específica, ou seja, uma diminuição de volume. HIDRÁULICA - Princípios básicos • PROPRIEDADES DOS FLUIDOS (REVISÃO) ! • Líquidos perfeitos • Um fluido em repouso goza da propriedade da isotropia, ou seja, em torno de um ponto os esforços são iguais em todas as direções. • Quando o fluido está em movimento, devido a viscosidade, há anisotropia na distribuição dos esforços. • Em algumas situações, pode-se considerar o fluido sem viscosidade e incompressível. • Essas condições servem para definir o líquido perfeito, em que a densidade é constante e existe o estado isotrópico de tensões em condições em movimento. HIDRÁULICA - Princípios básicos • PROPRIEDADES DOS FLUIDOS (REVISÃO) ! • Viscosidade • O atrito interno ou viscosidade é a propriedade dos fluidos responsável pela sua resistência à deformação. • Pode-se definir ainda a viscosidade como a capacidade do fluido em converter energia cinética em calor, ou a capacidade do fluido em resistir ao cisalhamento. HIDRÁULICA - Princípios básicos • PRESSÕES E EMPUXOS • Conceitos de pressão e empuxo P = F/A ! HIDRÁULICA - Princípios básicos • PRESSÕES E EMPUXOS ! • Lei de Pascal ! “Em qualquer ponto no interior de um líquido em repouso, a pressão é a mesma em todas as direções” HIDRÁULICA - Princípios básicos • PRESSÕES E EMPUXOS • Lei de Stevin - pressão devida a uma coluna d’água ! “A diferença de pressões entre dois pontos da massa de um líquido em equilíbrio é igual à diferença de profundidade multiplicada pelo peso específico do líquido” HIDRÁULICA - Princípios básicos • PRESSÕES E EMPUXOS ! • Influência da pressão atmosférica • A pressão na superfície de um líquido é exercida pelos gases que se encontram acima, geralmente a “pressão atmosférica” (pa). • Em muitos problemas práticos de hidráulica, a influênc ia da pressão atmosfér ica não é considerada. HIDRÁULICA - Princípios básicos • PRESSÕES E EMPUXOS • Empuxo exercido por um líquido sobre uma superfície plana submersa
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