Mecânica dos Fluidos

Exercício Manometria: Manômetro em U

Conteúdo da Aula:

Exercícios Manômetro em U:
Analisando o sistema representado na figura 01, observou-se a altura de óleo de 10 cm, 20 cm de água e 50 cm de água no manômetro em U, pede-se:
A leitura do manômetro metálico localizado no topo do reservatório.
A força atuante no topo de reservátorio considerando a área do topo de 10 (m2).

Aqui nesse exercício nós apresentamos uma metodologia para resolução que consiste nos seguintes passos: 1) Listar o tipo de problema ou de qual assunto se trata.
2) Listar todas as variáveis cujos valores são dados e verificar se as unidades estão coerentes.
3) Listar o que se pede.
4) Elaborar um Diagrama ou esquema;
5) Listar as hipóteses;
6) Listar as fórmulas que envolvem o problema;
7) Iniciar os cálculos

Os passos 01 e 02 podem ser observados na figura 2.

Os passos 03 a 06 estão reunidos na figura 3.

Aplicando a regra para manometria. Iniciando no manômetro localizado no topo do reservatório, temos a pressão do manômetro pm.

Descendo imediatamente encontramos ar, na sequência temos o óleo e por fim a água.

Agora podemos subir no ramo do manômetro U e portamos chegamos a nível externo que corresponde a pressão atmosférica. Assim, montamos a equação (1) representada na figura 4

Como vimos na aula teórica, a diferença de pressão em um gás em função de um diferencial de cota vertical é praticamente zero. Do ponto de vista efetivo, a pressão na aba do manômetro em contato com ar é zero pois é igual a pressão atmosférica.

Assim a equação (1) é reduzida a equação (2). Substituindo valores, obtemos a pressão pm. Por fim, substituindo na fórmula da força, obtemos a força no topo do reservatório.

Figura, fórmulas e resolução.

CONSIDERAÇÕES SOBRE A MECÂNICA DOS FLUIDOS

A Mecânica dos Fluidos é uma disciplina da engenharia muito importante, pois ela trata da interação dos fluidos em diversos sistemas.

Fluido nada mais é do que a junção dos líquidos em gases em uma única classificação, assim passamos a dividir o estudo da mecânica em dois, o estudo relativo aos sólidos e o estudo relativos aos fluidos.

Entender os conceitos da Mecânica dos Fluidos é fundamental para qualquer aspirante a engenheiro, até mesmo os técnicos e tecnologos.

Os princípios da Mecânica dos Fluidos estão inseridos em qualquer sistemas que envolva um líquido ou gás (também vapor) e portanto, essencial na engenharia.

Nossa playlist de Mecânica dos Fluidos aborda os seguintes temas:

  • Introdução

    • Conceito técnico de Fluido​

    • Lei de Newton da Viscosidade e Tensão de Cisalhamento

    • Fluidos Newtonianos e Fluidos Não-Newtonianos

    • Conceito de Viscosidade Dinâmica

    • Conceito de Massa Específica

    • Conceito de Peso Específico

    • Conceito de Densidade Relativa ou Peso Específico Relativo

    • Conceito de Viscosidade Cinemática

  • Estática dos Fluidos​

    • Conceito de Pressão​

    • Princípio de Stevin

    • Lei de Pascal

    • Conceito de Carga de Pressão

    • Superfícies Submersas e Comportas

    • Manometria e Manômetro em U

  • Cinemática dos Fluidos

    • Conceito de Escoamento em Regime Permanente e Não-Permanente​

    • Conceito de Escoamento Laminar, Escoamento de Transição e Escoamento Turbulento

    • Número de Reynolds

    • Conceito de Escoamento Ideal ou Não-Viscoso

    • Conceito de Escoamento Incompressível

    • Conceito de Linhas de Corrente e Trajetória

    • Conceito de Escoamento Uniforme

    • Conceito de Velocidade Média na Seção

    • Conceito de Vazão Volumétrica

    • Conceito de Vazão em Massa

    • Equação da Continuidade

    • Lei de Conservação da Massa

  • Equação da Energia​

    • Energias Mecânicas Associadas ao Fluido​

    • Equação de Bernoulli

    • Equação da Energia na presença de Uma Bomba ou Uma Turbina

    • Equação da Energia Para um Fluido Real

    • Altura Manométrica da Bomba

    • Potência Hidráulica e Potência de Eixo

  • Equação da Continuidade de Movimento​

    • Cálculo de Força Exercida por Um Fluido​

  • Cálculo de Perda de Carga​

    • Conceito de Raio Hidráulico e Diâmetro Hidráulico​

    • Conceito de Rugosidade Real, Rugosidade Uniforme e Rugosidade Equivalente

    • Diagrama de Moody-Rouse

    • Cálculo de Perda de Carga Distribuída

    • Cálculo de Perda de Carga Localizada pelo comprimento equivalente e pelo coeficiente de perda de carga localizada.

  • Exercício: Instalação de Bombeamento​

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