2 Hidráulica - Hidrostática

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Hidráulica
Hidrostática
Antonio Fabio Silva Santos
Eng. Agrônomo
M.Sc. Produção Vegetal
Hidrostática
• Estuda fluidos
• Líquidos e gases
• Água e outros líquidos
• Fluidos
• Substancias que oferecem pouca resistência a deformação
• Toma a forma dos corpos em que estão em contato
• Gases
• Volume variável (Ocupa todo o recipiente)
• Pequena densidade
• Alta compressibilidade
• Líquidos
• Volume constante em temperatura constante (independente do 
formato do recipiente)
Sistema de unidades
• Unidades do SI usadas em hidráulica
• Metro (m): comprimento
• Segundo (s): tempo
• Quilograma (kg): massa
• Unidade Prática
• Kgf (kilograma força)
• 1kgf = 1dm³ de água = 1L de água
• 1mca = 10 kPa (pressão)
Propriedades dos fluidos
• Massa específica (ρ)
• Densidade absoluta
• Massa do líquido / volume ocupado pelo líquido
• kg.m-3
• Peso Específico (γ)
• Peso de um líquido / volume ocupado pelo líquido
• kgf.m-3 ou N.m-3
• Água: 1000 kgf.m-3 ou 9800 N.m-3
• Mercúrio: 13600 kgf.m-3 ou 133280 N.m-3
g (aceleração da gravidade) 
para américa do sul= 9,8 m.s-1
Propriedades dos fluidos
• Densidade relativa (d)
• Massa específica (ou peso específico) de um líquido / 
massa específica (ou peso específico) da água a 4 °C
• Grandeza adimensional
• Densidade da água= 1,0
• Densidade do mercúrio= 13,6
Temperatura (°C) Densidade (g/cm³)
100 0,9584
80 0,9718
60 0,9832
40 0,9922
30 0,9956502
25 0,9970479
22 0,9977735
20 0,9982071
15 0,9991026
10 0,9997026
4 1,0000
0 0,9998395
−10 0,998117
−20 0,993547
−30 0,983854
Tabela. Massa da água em diversas temperaturas
Exemplo
• Cubo 
• Aresta 2 m
• Massa 40 kg
• Massa e peso 
específico
• Densidade 
relativa
2
m
Exemplo
Exercício
• Água do mar
• Caminhão Pipa= 1,5 m x 2m x 10 m 
• Massa= 31200 kg
• Calcular:
• Massa específica
• Peso específico
• Densidade relativa (água 4°C)
Compressibilidade
• Redução de volume dos fluidos ao serem 
comprimidos
• Consequente aumento da densidade
• Gases
• Muito compressíveis
• Líquidos
• Pouco compressíveis
• Elevação de pressão = decréscimo de volume
• Água
• Elevação de 1 atm (105 Pa) = decréscimo de 0,005% do 
volume
Viscosidade
• Atrito Interno: Atrito entre partículas no próprio 
fluido
• Determina o grau de resistência do fluido ao 
cisalhamento (deformação)
• Ocorre devido a Coesão
• interação entre as partículas do fluido
Viscosidade
• Aplicação do Atrito Interno (Coesão) ao 
bombeamento hidráulico
Viscosidade
• Atrito externo
• Resistencia ao deslizamento de fluidos ao longo de uma 
superfície sólida
• Ex.: Água em tubulação
• Deslocamento próxima a parede do tubo é “0”
• Deslocamento é máximo no centro do tubo
Viscosidade
• Líquidos perfeitos
• Não compressíveis
• Sem viscosidade
• Não existem na natureza
• Líquidos reais
• Passíveis de compressão
• Peso específico é alterado pela 
variação de pressão
• Apresentam viscosidade
• Varia com a temperatura
Viscosidade
• Perda de energia em tubulações
• Devido atrito interno (coesão)
• Temperatura
• Devido atrito externo (adesão)
• Rugosidade da superfície
• Pressão de condução
Perda de carga
Tensão Superficial
• Molécula no interior do liquido (1)
• Força de atração em todas direções = soma vetorial nula
• Molécula na superfície do liquido (2)
• Atraído para o interior por força perpendicular a superfície
• Aglutinação de moléculas Redução da área
• Superfície comporta como membrana Tensão Superficial
1
2
Capilaridade
• Elevação ou descida de um liquido em tubo capilar
• Ou outro meio poroso
• Fatores que influenciam:
• Tensão Superficial
• Coesão do liquido
• > coesão= descida do liquido (Mercúrio)
• Adesão as paredes
• > adesão = Subida do liquido (água)
• Maior importância de ocorrência
• ф< 10mm
• Desprezível para ф> 12mm