Professor: Gleyzer Martins Professor: Gleyzer Martins ESTÁTICA DOS FLUIDOS UNIVERSIDADE FEDERAL DE UBERLÂNDIA Faculdade de Ciências Integradas do Pontal Curso de Engenharia de Produção DISCIPLINA DE FENÔMENOS DE TRANSPORTE Professor: Gleyzer Martins Estática dos Fluidos A estática de fluidos trata do comportamento de fluidos que não possuem movimento, como por exemplo, a distribuição de pressão em um fluido estático e seus efeitos sobre superfícies sólidas. Quando a velocidade do fluido é nula, na chamada condição hidrostática, a variação da pressão deve-se apenas ao peso do fluido. As aplicações da estática do fluido são: Distribuição de pressão na atmosfera e nos oceanos ; Projeto de instrumentos de medida de pressão (manômetros); Forças sobre superfície submersas, planas e curvas; Empuxo sobre corpos submersos; Comportamento de corpos flutuantes;
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Transcript
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fessor: G
leyzer Martin
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leyzer Martins
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Na direção
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→=
+⋅
⋅∆∑
Pro
fessor: G
leyzer Martin
s
Está
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os F
luid
os
Esta é o princípio da hidrostática, que determ
ina:
�Não há variação de pressão na direção horizontal
�Há um
a variação vertical proporcional à massa especifica, à
gravidade e à variação da profundidade.
Pro
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leyzer Martin
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rica
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ssão A
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Zero
Absolu
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Pro
fessor: G
leyzer Martin
s
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os F
luid
os
A m
aioria dos instrumentos de m
edida de pressão são do tipo diferencial, ou
seja, medem
a pressão relativa, é o caso do manôm
etro de Bordon e o do tipo
de tuboU
. A
pressão
medida
pode ser
maior
ou m
enor que
a pressão
atmosférica local, que possuem
as seguintes designações:
Pro
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leyzer Martin
s
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os F
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Distrib
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os F
luid
os
Os líquidos por sua vez são aproxim
adamente incom
pressíveis, ou seja a
variação da densidade é desprezível. Para a água tem
-se um erro de 4,6%
na
parte mais profunda do oceano. D
esta forma, pode-se integrar a equação da
hidrostática para um líquido:
Outra form
a, de representar a equação é na forma
A grandeza é um
comprim
ento denominado carga de pressão do fluido
(
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12
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−=
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−
2
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1
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−=
−
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os F
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os
Para os lagos e oceanos, o sistem
a de coordenadas é usualmente escolhido
na forma:
Pro
fessor: G
leyzer Martin
s
Está
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os F
luid
os
A referência de z=
0 é escolhida na superfície livre onde p=patm
e para p em
qualquer profundidade z é dado por:
Para os gases deve-se estabelecer um
a relação entre a pressão, densidade e
altura de forma a perm
itir a integração, que é dado na forma:
a
pp
zγ
=−
⋅
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m m
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ou
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do de
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baix
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cima,
respectiv
amen
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Dois p
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fessor: G
leyzer Martin
s
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os F
luid
os
Exem
plo
1 - No m
anômetro da figura o fluido 1 é água e o fluido 2 é m
ercúrio, a pressão atm
osférica é 100 kPa. D
etermine para as coordenadas abaixo a
diferença de pressão e a pressão absoluta
zA
ltura [mm
]
zA
150
z1
50
z2
250
Pro
fessor: G
leyzer Martin
s
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s Hid
rostá
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erfícies Pla
nas
A p
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qualq
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bm
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O pro
blem
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perfície p
lana su
bm
ersa, dev
ido a d
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ples en
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centró
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s mom
ento
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Pro
fessor: G
leyzer Martin
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nas
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m p
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itrário, to
talmen
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fessor: G
leyzer Martin
s
Força
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rostá
ticas so
bre S
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el form
a um
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θ co
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re horizo
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modo q
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à superfície liv
re. Então
Observação:
•A
força sobre uma placa plana qualquer, subm
ersa em fluido uniform
e,
é igual ao produto da pressão no centróide da placa pela área da