hidráulica dos condutos forçados, Esquemas de Hidráulica

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Hidráulica 1 – SHS

HIDRÁULICA DOS CONDUTOS

FORÇADOS

REVISÃO DOS CONCEITOS BÁSICOS

DE FENÔMENOS DE TRANSPORTE

(RESUMO)

Propriedades Físicas

dos Fluidos

PESO ESPECÍFICO ( γ )

Peso por unidade de volume (P e T).

Dimensões: [ ] (^) ou 2 2 L T

M γ = [ ] 3 L

F γ =

Unidades no SI:

m

N

γ H 2 O = 1.000 kgf/m 3 = 9.810 N/m³(SI)

V

w

2. Peso específico

a C m

N m

kgf (^) o γ H (^) 2 O = 1000 3 ≈ 9810 3 5

RELAÇÃO ( γ e ρ )

as duas propriedades anteriores possuem uma

relação

γ = ρ ⋅ g

4. Viscosidade absoluta

• caracteriza a resistência oferecida pelas partículas ao

escoamento. Primeiro observada por Newton. Símbolo μ

Fluido em repouso  resistência zero

Fluido em escoamento  esforço de atrito entre as partículas  esforços tangenciais  tensões de cisalhamento

Fluidos perfeitos (invíscidos) mesmo durante o escoamento podem-se desprezar os efeitos da viscosidade

viscosidade [N.s/m2] ou [Pa/s];

4. Viscosidade absoluta (cont.)

experimento de Newton

Fluidos newtonianos  tensão de cisalhamento diretamente proporcional à taxa de cisalhamento

Δy

ΔV τ = μ

V +∆V

V

τ

Viscosidade absoluta ou

dinâmica

Dimensão: [^ ]^2 Unidade no SI: L

FT μ = 2 m

N.s

5.Viscosidade cinemática

Viscosidade

cinemática ρ

μ ν =

[ ]

T

L

2

Dimensão: ν =

Unidade no SI: s

m

Para a água:

0 oC  1,79.^10 -6^ m^2 /s 20 oC  1,01.^10 -6^ m^2 /s

35 oC  0,73.^10 -6m^2 /s

6. Resumo das propriedades físicas da água

SI de unidades

7. Pressão

• relação entre a força (componente normal) e a

área sobre a qual atua.

Área

Força p =

[ p ] = kgf m 2 [^ ]^ cm^2 p = kgf

2 m

Unidades no SI: N

[ ] 2 2 L T

M p = [ ] 3 L

F Dimensões: ou p =

• LEI DE PASCAL
• Segundo Pascal “em qualquer ponto no interior

de um líquido em repouso, a pressão é a mesma em todas as direções”.

• LEI DE STEVIN
• Segundo Stevin “a diferença de pressão entre

dois pontos de uma mesma massa líquida é igual à diferença de profundidade entre eles multiplicada pelo peso específico da fluído”.

7.1 Pressão – leis básicas

Lei de Pascal

2

2 1

1

A

F

A

F

Essa propriedade dos líquidos, expressa pela lei de Pascal, é utilizada em diversos dispositivos, tanto para amplificar forças como para transmiti-las de um ponto a outro.

Um exemplo disso é a prensa hidráulica e os freios hidráulicos dos automóveis.

Lei de Stevin (ou Princípio Fundamental da Hidrostática)

Simon Stevin (1548-1620) foi um físico e matemático belga que concentrou suas

pesquisas nos campos da estática e da hidrostática. Entre outras coisas, ele

demonstrou, experimentalmente, que a pressão exercida por um fluido depende

exclusivamente da sua altura.

A pressão hidrostática é diretamente proporcional ao peso específico

do líquido e a sua profundidade.





 =ρ⋅ ⋅

=ρ⋅ ⋅

B B

A A P g h

P g h PB = PA +ρ⋅ g ⋅ h

7.2 Metro de coluna d´água

• P ressão equivalente a um metro de coluna

d´água sobre a área considerada.

• Pressão hidrostática:
• Exemplo:

p =γ ⋅ h

h m

kgf e p h

m

kgf cm

kgf se a oC p

3

3

4 2

10

kPa

m

N

cm

kgf

∴h = 10 m.c.a.= 1 2 = ⋅^42 =

7.3 Escalas de pressão

• Pressão absoluta = Pressão relativa + Pressão atmosférica
• Para expressar a pressão de um fluído podemos utilizar duas escalas:
• • Pressão manométrica: pressão em relação à pressão atmosférica
• • Pressão absoluta: pressão em relação ao vácuo absoluto

Ponto 1: Pressão manométrica positiva Ponto 2: Pressão manométrica nula Ponto 3: Pressão manométrica negativa

Pressão absoluta