HIDRAULICA APLICADA - HIDROSTATICA, Slides de Hidráulica

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HIDRÁULICA APLICADA

Variação das propriedades do

fluído com a temperatura

FAFRAM – ITUVERAVA SP

Supondo constante a massa “M” de um fluído, seu

volume cresce quando há um aumento de temperatura.

M

V

M

Aumento da^ V+dV

temperatura

T

Logo, a densidade diminui quando a temperatura aumenta e vice-versa

V

m

volume

massa   

Analogicamente, o peso específico também diminui quando a temperatura aumenta Volume

peso

Gases

CARACTERÍSTICAS DOS GASES:

 Os gases tendem a ocupar o volume total de seus

recipientes.

 Apresentam alta compressibilidade e expansibilidade.

 Os gases sempre formam misturas homogêneas com

outros gases.

 As forças intermoleculares dos gases são

pouco intensas.

Gás Perfeito

É definido como uma substância que satisfaz a “Lei

dos Gases Perfeitos”.

PVS  r. T

P = pressão absoluta (kgf.m

• ou N.m - )

Vs = Volume específico (m

3 .kgf

• ou m

3 .N

• )

r = constante específica do gás.

T = Temperatura (K)

Gás Perfeito

Exercício:

O volume específico de certo gás é 0,625 m

3 .Kg

• a

pressão de 2,109 kgf.cm

• e a temperatura de 38°C. Calcular a

constante específica desse gás.

Dados:

K

kgf m m kgf r

P

PV r T r 311

T

.V

 2 3  1

    

Vi = 0,625 m

3 .Kg

T = 38°C  T= 273 + 38 = 311 K

P = 2,109 kgf.cm

• = 2,109 x 10

4 = 21.090 kgf.m

1 42 , 4.

 r  m K

Hidrostática ou Estática dos Fluídos

A estática dos fluídos é a parte da mecânica que estuda os

fluídos em repouso (Equilíbrio), bem como as forças que podem

ser aplicadas em corpos submersos.

PRESSÃO E EMPUXO :

A

F P Área

Força pressão   

PRESSÃO – A pressão de um fluido se define como a Força Normal

que a massa líquida exerce sobre uma superfície qualquer. Logo,

pressão é a força que atua em uma superfície por unidade de área.

Exercícios:

1. Um recipiente em forma de paralelepípedo com arestas:

a=80cm; b=50cm e c=60cm, está cheio de óleo com peso

específico de 900 kgf.m-3. Calcular a pressão unitária exercida

pelo óleo sobre a face de arestas a e b.

3 Volume do óleo  0 , 8 m  0 , 5 m  0 , 6 m  V  0 , 24 m

W V kgf m m kg V

W

V

força peso

. 900. 0 , 24 216

3 3       

  

2 2

0 , 4

216

0 , 8 0 , 5

(^216)      

   P kgf m m

kgf P m m

kgf P A

W P

Então:

Unidades de Pressão

Para determinar o valor da pressão

atmosférica, Torricelli utilizou um tubo de um

metro de comprimento cheio de mercúrio.

Ao colocar a extremidade livre do tubo num

recipiente contendo Hg, ao nível do mar e

a temperatura de 0°C, ele verificou que a

coluna de Hg no tubo alcançou 76cm.

Experimento de Torricelli

Unidades de Pressão

Deste modo, a pressão atmosférica ao nível do mar,

chamada Atmosfera Física, pode ser expressa em diversas

unidades:

1 atm =

760 mm. Hg

10,33 m c a

1,033 kgf.cm

101,329 kPa

1,033 bar

14,69 PSI (libra/pol

2 )

Unidades de Pressão

Variação da pressão atmosférica com a altitude:

Escalas de Pressão

As pressões podem também ser medidas em relação

a pressão atmosférica de um local, que nesse caso são

chamadas pressões manométricas ou relativas. Como

essas pressões podem ser maiores ou menores que a

pressão local, elas podem ser positivas ou negativas.

Pressão relativa, barométrica e absoluta.

Escalas de Pressão

Se essas pressões tiverem como referencial o vácuo, elas

serão obtidas pela soma da pressão atm local e a pressão

manométrica, sendo chamada de pressão absoluta, com

valores sempre positivos.

Pressão relativa, barométrica e absoluta.

Ex: Calcular a pressão absoluta em atm, com os dados abaixo:

1 atm  760 mm. Hg atm mm Hg

mm Hg atm x 0 , 986

p p p atm abs m atm local    2 , 07  0 , 986  3 , 056

 x  750 mm. Hg

Dados:

Patm local = 750 mm.Hg

pmanométrica = 21,4 m c a

1 atm  10 , 33 mca atm mca

mca atm x 2 , 07 10 , 33

x  21 , 4 mca

Escalas de Pressão

Modos de expressão em propriedades dos fluídos:

Pressão relativa, barométrica e absoluta.