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| 1. Introdução | |||
| 2. Pressão | |||
| 3. Pressão da água | |||
| 4. Pressão atmosférica ou barométrica | |||
1- |
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Este
texto apresenta alguns conceitos básicos, envolvendo o campo da
Física e da Mecânica dos Fluídos, com o propósito
de auxiliar a correta seleção de bombas hidráulicas.
Para facilitar sua leitura, optou-se por não utilizar simbologia
nas fórmulas apresentadas. |
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2- |
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É
muito comum confundir-se pressão com força. A pressão,
no entanto, leva em conta não só a força como também
a área em que ela atua. Pressão é a força
dividida pela área. |
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Exemplo:
Tomemos um bloco medindo 10 cm x 10 cm x 50 cm que pesa 50 kgf. Qual a pressão que ele exerce sobre o solo? Isto depende da área de apoio do bloco sobre o solo. Veja as duas possibilidades abaixo. |
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| 3- | PRESSÃO DA ÁGUA | |
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Veja
os exemplos abaixo. Vamos calcular a pressão exercida pela água
sobre o fundo dos reservatórios. Lembre-se que o peso específico
da água é de 1.000 kgf/m³. |
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Comparando-se
a altura dos reservatórios com a pressão, pode-se observar
que a pressão não depende da área, mas somente da
altura do reservatório, ou seja, a pressão é proporcional
aos METROS DE COLUNA DE ÁGUA (mca). Nos exemplos anteriores temos: |
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ALTURA
DO RESERVATÓRIO |
PRESSÃO |
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1
m |
1000 kgf/m² ou 1 mca |
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2
m |
2000 kgf/m² ou 2 mca |
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4
m |
4000
kgf/m² ou 4 mca |
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Uma
vez que as pressões dependem somente de altura da coluna de líquido,
pode-se concluir facilmente que as pressões em qualquer ponto no
interior do líquido não dependem do formato ou do volume
do reservatório. Por exemplo: |
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Por isso as unidades usuais de medida de pressão indicam ou FORÇA POR UNIDADE DE ÁREA ou ALTURA DE COLUNA DE LÍQUIDO:
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| 4- | PRESSÃO ATMOSFÉRICA OU BAROMÉTRICA | |
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Vivemos
em um oceano de ar. Como o ar tem peso, ele exerce uma pressão
semelhante à exercida pela água. Entretanto o ar, diferentemente
da água, se torna cada vez menos denso quanto mais afastado se
encontra da superfície da terra. Assim a pressão por ele
exercida não pode ser medida simplesmente em termos da altura a
"coluna de ar" existente sobre um ponto. O valor dessa pressão,
medida ao nível do mar, situa-se em torno de 1 kgf/cm². O
valor de uma atmosfera física é de 1,0332 kgf/cm² ou
10,332 mca ou 760 mmHg.
Cabe agora fazer uma distinção entre PRESSÃO ABSOLUTA e PRESSÃO EFETIVA no interior de um líquido. A PRESSÃO ABSOLUTA é a pressão total em um ponto qualquer no interior do líquido, sendo portanto, igual à pressão da altura da coluna de líquido somada à pressão atmosférica. A PRESSÃO EFETIVA, MANOMÉTRICA OU RELATIVA é simplesmente o valor da pressão causada pela altura da coluna de líquido, sendo uma indicação de quanto a pressão no ponto é maior do que a pressão atmosférica. É também chamada manométrica, pois é a indicada pelos manômetros. A pressão atmosférica é muito importante para o funcionamento de uma bomba centrífuga, uma vez que ela é responsável pela "aspiração" de água de um reservatório cujo nível esteja situado abaixo do nível da bomba. Vejamos como isso ocorre. Tomemos como exemplo o caso de um tubo U com um pouco de água. O nível nos dois braços será o mesmo e o ar estará exercendo a mesma pressão sobre as duas superfícies da água. Aspire um pouco de ar de um dos lados, de modo a diminuir a pressão nele. A pressão maior no outro lado forçará a água para baixo, fazendo-a subir no braço oposto até as pressões novamente se igualarem (fig. 1). O mesmo ocorre quando você chupa o ar de um canudo de refresco, pois é a pressão atmosférica sobre a superfície do refresco que o força a subir pelo canudo (fig.2). |
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Acontece
exatamente a mesma coisa com a aspiração de uma bomba centrífuga,
pois há diminuição de pressão na entrada do
rotor e a pressão atmosférica obriga a água a subir
pela tubulação de sucção (fig. 3). |
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Abaixo
ilustramos a relação entre as pressões atmosférica
(barométrica), absoluta, manométrica e de vácuo.
Temos vácuo quando a pressão é inferior à
atmosférica, ou seja, pressões efetivas negativas. Nos exemplos
do tubo U, do canudo de refresco e da bomba centrífuga há
formação de vácuo parcial onde há sucção. |
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