FeTrans- aula 2

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Resumo da aula referente à: Hidroestática
Lembrete: este resumo simplesmente abrange o assunto para melhor entendimento é necessário consultar a bibliografia citada:
Manual de Hidráulica – Azevedo 
Fenômenos de Transporte - Brunetti
Estática dos Fluídos
Tem como objetivo estudar o comportamento de um fluido em uma condição de equilíbrio estático.
A pressão média aplicada sobre uma superfície pode ser definida pela relação entre a força aplicada e a área dessa superfície e pode ser numericamente calculada através da equação:
A
F
P
=
unidades: N/m2 = Pa
Exercícios:
1. Uma placa circular com diâmetro igual a 0,5m possui um peso de 200N, determine em Pa a pressão exercida por essa placa quando a mesma estiver apoiada sobre o solo.
2. Determine o peso em N de uma placa retangular de área igual a 2m² de forma a produzir uma pressão de 5000Pa.
3. Uma caixa d'água de área de base 1,2m X 0.5 m e altura de 1 m pesa 1000N que pressão ela exerce sobre o solo?
a) Quando estiver vazia
b) Quando estiver cheia com água
Dados: γH2O = 10000N/m³, g = 10m/s².
4. Uma placa circular com diâmetro igual a 1m possui um peso de 500N, determine em Pa a pressão exercida por essa placa quando a mesma estiver apoiada sobre o solo.
Lei de Pascal
“A pressão num ponto de um fluido em repouso é a mesma em todas as direções”. Ou seja, A pressão aplicada a um ponto de um fluido incompressível, em repouso, transmite-se integralmente a todos os demais pontos do fluido.
Aplicação das Forças
1. Prensa Hidráulica
2. Cilindro de Ação Simples
3. Cilindro de dupla ação ou regenerativo
Exemplo
Na figura apresentada a seguir, os êmbolos A e B possuem áreas de 80cm² e 20cm² respectivamente. Despreze os pesos dos êmbolos e considere o sistema em equilíbrio estático. Sabendo-se que a massa do corpo colocado em A é igual a 100kg, determine a
massa do corpo colocado em B.
Teorema de Stevin
“A diferença de pressões entre dois pontos de um fluido em repouso é o produto do peso específico do fluido pela diferença de cotas entre os dois pontos considerados”.
h
P
D
=
D
.
g
Observação:
a) O Teorema de Stevin só se aplica aos fluidos em repouso.
b) Δh é a diferença de cotas e não a distância entre os dois pontos considerados.
c) Todos os pontos de um fluido num plano horizontal tem a mesma pressão.
d) A pressão independe da área, ou seja, do formato do recipiente.
Avaliando a figura a seguir pode-se observar que é possível utilizar o Teorema de Stevin para a determinação da pressão atuante em qualquer ponto do fluido em repouso.
(
)
A
B
A
B
A
B
A
B
h
h
g
P
P
h
h
h
P
P
P
onde
h
g
P
-
=
-
\
-
=
D
-
=
D
D
=
D
.
:
.
.
r
r
Exemplo:
Um reservatório aberto em sua superfície possui 8m de profundidade e contém água, determine a pressão hidrostática no fundo do mesmo.
Dados: γH2O = 10000N/m³, g = 10m/s².
Carga de Pressão
É a altura de fluido suportada por uma pressão.
Exemplo:
Escalas de Pressão
Escala efetiva (relativa): É aquela que toma como referência (zero) a pressão atmosférica. As pressões nessa escala dizem-se efetivas (relativas).
Escala absoluta: é aquela que toma como referência (zero) o vácuo absoluto. As pressões nessa escala são chamadas absolutas.
atm
ef
abs
P
P
P
=
=
Observações importantes:
a) A pressão absoluta é sempre positiva.
b) A pressão efetiva pode ser positiva ou negativa.
Pressão efetiva negativa = “depressão” ou “vácuo”.
c) Indicação de pressão efetiva: 1 kgf/m².
d) Indicação de pressão absoluta: 1 kgf/m² (abs).
Aparelhos Medidores de Pressão
1. Barômetro (Torricelli)
2. Piezômetro
Desvantagens:
1) Não serve para medir pressões de gases
2) Não serve para medir pressões negativas
3) Não serve para medir pressões elevadas
3. Manômetro com tubo em U
Mede pressões positivas
Mede pressões negativas
O ponto mais baixo tem pressão maior que p, que é negativa.
Mede também pressão dos gases através de manômetros metálicos (tipo Bourdon), onde: 
2
1
P
P
P
m
-
=
 
4. Manômetro Metálico (tipo Bourdon)
Equação Manométrica
Aplicando o Teorema de Stevin, e tendo como regra geral:
Cotam-se os planos de separação dos diversos líquidos manométricos.
Em seguida, convencionalmente, percorre-se o manômetro da esquerda para a direita somando (ou subtraindo) as pressões das colunas de fluidos conforme se desça (ou suba) segundo os diversos ramos do manômetro.
Exercícios
1. Para se determinar a pressão do ponto A em função das várias alturas das colunas presentes na figura aplica-se o teorema de Stevin em cada um dos trechos preenchidos com o mesmo fluido.
2. No manômetro diferencial mostrado na figura, o fluido A é água, B é óleo e o fluido manométrico é mercúrio. Sendo h1 = 25cm, h2 = 100cm, h3 = 80cm e h4 = 10cm, determine qual é a diferença de pressão entre os pontos A e B.
Dados: γH2O = 10000N/m³, γHg = 136000N/m³, γóleo = 8000N/m³.
3. O tubo A da figura contém tetracloreto de carbono com peso específico relativo de 1,6 e o tanque B contém uma solução salina com peso específico relativo da 1,15. Determine a pressão do ar no tanque B sabendo-se que a pressão no tubo A é igual a 1,72 Bar.
5. Determinar a pressão P.
Dados:
γH2O = 1000 kgf/m3
γHg = 13600 kgf/m3
6. Determinar a indicação do manômetro metálico da figura.
� EMBED Equation.3 ���
_1422627368.unknown
_1422630795.unknown
_1422632330.unknown
_1422628211.unknown
_1422625983.unknown