Introdução à Estática dos Fluidos

Unidade de pressão no SI

Outras unidades1 bar = 105 Pa = 0,1MPa =100kPa1 atm = 101325 Pa = 101,325 kPa = 1,01325 bars1 kgf/cm2 = 9,807 x 104 Pa = 0,9807 bar = 0,9679 atm

1 Pa = 1 N/m2

Pressão

Pressão – Definições

• Pressão absoluta – Pressão real em determinada posição com relação ao vácuo absoluto.

• Pressão manométrica – Diferença entre a pressão absoluta local e a pressão atmosférica

• Pressão de vácuo – Pressão abaixo da pressão atmosférica dada como a diferença da pressão atmosférica e a pressão absoluta.

Pressão – Definições

Pressão - Definições

1 psi = 6894,76 Pa

Psig – Refere-se à pressão manométricaPsia – Refere-se à pressão absoluta

Campo de tensão – Caso Geral

Campo de Tensão – Fluido Estático

As tensões de cisalhamento são nulas em um fluido estático

Densidade e Densidade Relativa

V

m

34,

4,

/10002

2

mkg

SG

COH

COH

Fluido Incompressível: Fluido com densidade constante (líquidos são incompressíveis para uma quantidade muito grande de aplicações).

Gases podem apresentar densidade variável de forma mais fácil que os líquidos.

P1 = P2

A pressão é constante em uma direção horizontal em um mesmo fluido.

Variação da Pressão com a Profundidade

Caso geral:

gdz

dP

Fluido incompressível

ghPP

ghPP atm

12

O Manômetro

Vários fluidos incompressíveis

Exemplo - Manômetro

Um manômetro é usado para medir a pressão em um tanque. O fluido usado tem uma gravidade específica de 0,85 e a altura da coluna do manômetro é de 55 cm, como mostrado na figura. Se a pressão atmosférica local for de 96 kPa, determine a pressão absoluta dentro do tanque.

ExemploCalcule a diferença de pressão (PA – PB) se d1 =

52 cm, d2 = 2,5 cm e d3 = 16 cm. A densidade

da água é ρH2O = 998 kg/m3 e a do mercúrio ρHg

= 13600 kg/m3. Use g = 10 m/s2

Força de Flutuação ou Empuxo

Força de Flutuação ou Empuxo

gVE deslocadofluido

A força de empuxo é igual ao peso do fluido de mesmo volume deslocado

Exemplo 3 - 11• Um guincho é usado para abaixar pesos no mar

(densidade = 1025 kg/m3) para um projeto de construção submarina. Determine a tensão no cabo do guincho devida a um bloco de concreto retangular de 0,4 m x 0,4 m x 3 m (densidade 2300 kg/m3) quando ele é (a) suspenso no ar e (b) completamente imerso na água.

Estabilidade

Estabilidade

Estabilidade

Gelo na Água