professor dr. evandro rodrigo dário curso: tecnólogo em mecatrônica disciplina: fenômenos de...

Professor Dr. Evandro Rodrigo DárioCurso: Tecnólogo em MecatrônicaDisciplina: Fenômenos de Transporte

Estática dos FluidosVariação da Pressão de um fluido em Repouso

Existem duas forças atuando sobre esse elemento:

• Forças de superfície devidas a pressão atuando sobre o elemento

• Forças de corpo devido ao peso do elemento

Professor Dr. Evandro Rodrigo DárioCurso: Tecnólogo em MecatrônicaDisciplina: Fenômenos de Transporte

Variação da Pressão de um fluido em Repouso

Para direção y:

Força de Corpo

onde:

Forças de SuperfíciePara direção x:

Professor Dr. Evandro Rodrigo DárioCurso: Tecnólogo em MecatrônicaDisciplina: Fenômenos de Transporte

Variação da Pressão de um fluido em RepousoForças de SuperfíciePara direção z:

Professor Dr. Evandro Rodrigo DárioCurso: Tecnólogo em MecatrônicaDisciplina: Fenômenos de Transporte

Variação da Pressão de um fluido em Repouso

Para direção x:

Para direção y:

Para direção z:

Professor Dr. Evandro Rodrigo DárioCurso: Tecnólogo em MecatrônicaDisciplina: Fenômenos de Transporte

Variação da Pressão de um fluido em Repouso

Para um fluido incompressível

Professor Dr. Evandro Rodrigo DárioCurso: Tecnólogo em MecatrônicaDisciplina: Fenômenos de Transporte

Variação da Pressão de um fluido em Repouso

Em casos onde há uma superfície livre a pressão atmosférica onde (po= pressão atmosférica)

Professor Dr. Evandro Rodrigo DárioCurso: Tecnólogo em MecatrônicaDisciplina: Fenômenos de Transporte

Exemplo 1:

5,0 m

1,0 m

Assumindo:(1) Fluido estático(2) Fluido Incompressível(3) gasolina = 680 kg/m3 e água = 1000 kg/m3

Aplicando a expressão:

Determine a pressão estática no fundo do tanque

Entre o ponto 1 e 0 (aberto) temos:

33,2 kPa 3400 mmH2O

Professor Dr. Evandro Rodrigo DárioCurso: Tecnólogo em MecatrônicaDisciplina: Fenômenos de Transporte

Exemplo 1:

5,0 m

1,0 m

Entre o ponto 2 e 1 temos:

43,0 kPa

4387 mmH2O

Professor Dr. Evandro Rodrigo DárioCurso: Tecnólogo em MecatrônicaDisciplina: Fenômenos de Transporte

Determinação da Pressão atmosférica

Barômetro de Mercúrio 0

Professor Dr. Evandro Rodrigo DárioCurso: Tecnólogo em MecatrônicaDisciplina: Fenômenos de Transporte

Manometro de Tubo em UPressão em A é:

Se o fluido em A for um gás :

0

Professor Dr. Evandro Rodrigo DárioCurso: Tecnólogo em MecatrônicaDisciplina: Fenômenos de Transporte

Manometro de Tubo em U diferencialPressão em B é igual:

E a diferença entre os pontos A e B é :

Professor Dr. Evandro Rodrigo DárioCurso: Tecnólogo em MecatrônicaDisciplina: Fenômenos de Transporte

Exemplo 2: Assumindo:1. O óleo e o mercúrio são modelados como fluidos incompressíveis.2. A variação na pressão no ar e a superfície de óleo e o valor medido é negligenciável.3. Todos os fluidos estão estáticos.4. O peso específico da água é de 10 kN.

Dados:=0,9 m=100 cm=100 cm= 0,9= 13,6

Determine a pressão que está sendo medida no manômetro

Professor Dr. Evandro Rodrigo DárioCurso: Tecnólogo em MecatrônicaDisciplina: Fenômenos de Transporte

Exemplo 2:

Dados:=0,9 m=0,1 m=0,25 m= 0,9= 13,6

Aplicando entre a pressão no ar ( medida) e o ponto 1:

Incluindo o ponto 3:

Na forma reduzida temos:

25 kPa

Professor Dr. Evandro Rodrigo DárioCurso: Tecnólogo em MecatrônicaDisciplina: Fenômenos de Transporte

Força Hidrostática sobre superficies planas

Pressão no fundo do tanque Pressão atuando na lateral do tanque

Professor Dr. Evandro Rodrigo DárioCurso: Tecnólogo em MecatrônicaDisciplina: Fenômenos de Transporte

Força Hidrostática sobre superficies planas

Determinação da Força Resultante :

Professor Dr. Evandro Rodrigo DárioCurso: Tecnólogo em MecatrônicaDisciplina: Fenômenos de Transporte

Força Hidrostática sobre superficies planas

Professor Dr. Evandro Rodrigo DárioCurso: Tecnólogo em MecatrônicaDisciplina: Fenômenos de Transporte

Força Hidrostática sobre superficies planas

Determinação do local de aplicação da força resultante (centro de pressão):

Professor Dr. Evandro Rodrigo DárioCurso: Tecnólogo em MecatrônicaDisciplina: Fenômenos de Transporte

Exemplo 1:

Hipóteses:(1) Fluido estático(2) Fluido Incompressível

Determinação da Força Resultante :

Determine a Força Resultante e o seu centro de pressão:

Professor Dr. Evandro Rodrigo DárioCurso: Tecnólogo em MecatrônicaDisciplina: Fenômenos de Transporte

Exemplo 1:Determinação da do centro de pressão:

Da outra forma:

Professor Dr. Evandro Rodrigo DárioCurso: Tecnólogo em MecatrônicaDisciplina: Fenômenos de Transporte

Força de Empuxo

Professor Dr. Evandro Rodrigo DárioCurso: Tecnólogo em MecatrônicaDisciplina: Fenômenos de Transporte

Exemplo 1:

Dados:Dbalão=15 mAr Atmosférico a CNTPPeso do balão = 2700 NTar,balão = ?????

Assumindo :Diâmetro do balão esféricoGás idealPressão atmosférica conhecida

Equações Governantes

Aplicando

Professor Dr. Evandro Rodrigo DárioCurso: Tecnólogo em MecatrônicaDisciplina: Fenômenos de Transporte

Exemplo 1:

Dados:Dbalão=15 mAr Atmosférico a CNTPPeso do balão = 2700 NTar,balão = ?????

Continuando :

Tabelaar,atm= 1,226 kg/m3

ar,quente = 1,07714 kg/m3

55 oC

Aplicando Gás ideal :

Como :