Mecânica dos Fluidos - Pressão ... como assim?

4. O que é "Pressão"?

Sabemos que pressão, é o resultado da aplicação de uma determinada força sob uma unidade de área linear quadrada.

Unidades usadas: N/m² = Pa (S.I.); Kgf/m²; Kgf/cm²; atm* (1 atm = 1,033 Kgf/cm²); bar** (1 bar = 1,02 Kgf/cm²); psi*** (1 psi = 0,0689 Kgf/cm²) e mmHg**** (1 mmHg = 0,00136 Kgf/cm²).

* atm: atmosfera, unidade de pressão. Não faz parte do S.I., mas ainda continua em uso sendo, um dos motivos, a sua fácil conversão para metro de coluna de água (1 atm ~ 10 mca).

** bar: bar, unidade de pressão. É amplamente usada e, na minha opinião a mais usual no mercado da Hidráulica Industrial. Se analisarmos sua conversão para outras unidades, ela é equivalente a 100 000 Pa, próximo ao da "pressão atmosférica padrão", tendo a sua relação com a unidade atm (1 atm = 101 325 Pa).

*** psi, unidade de pressão. Significa: libra força por polegada quadrada (lf/in²) e é muito utilizada pelo sistema inglês e americano mas atualmente está caindo em desuso.

**** mmHg, unidade de pressão. Significa: milímetro de mercúrio, onde podemos defini-las como sendo a pressão resultante e aplicada por uma coluna de mercúrio em um mm sob certas condições de densidade, temperatura e aceleração da gravidade (para mais detalhes, veja o post sobre o físico e matemático italiano Evangelista Torricelli).

Só apliquei esta unidade de medida em meus estudos teóricos de Mecânica dos Fluidos.

4.1 Lei de Pascal, o que é?

Quando aplicamos uma quantidade "w" de pressão a um fluido em equilíbrio, as forças atuantes se distribuem integralmente, igualmente e perpendicularmente em todas as superfícies do espaço que ela preenche.

4.2 O que é o "Teorema de Stevin"?

A diferença de pressão entre dois pontos referenciais de um fluido em equilíbrio é igual ao produto do peso específico do fluido pela diferença de cota entre os dois pontos em análise.

Obs: Caso ainda não tenha visto ou tenha dúvidas sobre o que é peso específico, veja: http://caiofill.wixsite.com/tecnologiamecanica/single-post/2016/10/18/Mec%C3%A2nica-dos-Fluidos---Peso-Massa-e-Densidade-como-assim

Nota: Quando se está calculando a pressão entre dois pontos, não confunda distância com cota. O importante é analisar a diferença de "cota". A figura abaixo demonstra a ideia:

4.3 Influência do peso específico no teorema de Stevin

Pelo teorema, sabemos que para uma mesma coluna entre dois recipientes com pesos específicos diferentes, resultará em pressões diferentes, conforme exemplo abaixo:

Resolução:

Sendo,

p.e. = Kgf/dm³

Podemos verificar com a análise dimensional a seguir:

4.4 Escalas de Pressão

4.4.1 Pressão absoluta (Pabs)

Medições de pressão em relação ao vácuo total ou zero absoluto, lembrando que todos os seus valores são positivos.

4.4.2 Pressão atmosférica (Patm)

É a pressão que o ar presente na atmosfera exerce sobre um determinado ponto da superfície.

O barômetro faz a medição desta escala de pressão, por isso, o nome pressão barométrica.

Essa pressão atmosférica sofre variações de acordo com a altitude e eventos relacionados com o tempo, mas no nível do mar foi padronizado o valor de:

Nota: Muitas indústrias, para simplificação, consideram a seguinte relação: 10,2 mca = 1 Kgf/cm² = 1 bar.

4.4.3 Pressão manométrica (Pman)

É a pressão analisada tendo como referência a pressão atmosférica. Conhecida também como pressão relativa / efetiva.

O instrumento que faz essa medição é conhecido como: Manômetro.

Existem alguns outros instrumentos, como:

Como já mencionado, o Manômetro faz a medição de pressão manométrica positiva;
O Vacuômetro registra valores de pressão manométrica negativa;
Temos também o Manovacuômetro, que faz o registro dos valores de pressão manométrica positiva e negativa.

Obs: O zero desta escala registra (lê) o valor da pressão atmosférica local sempre quando são aberto à atmosfera, independente de onde está sendo feita a medição.

Há uma relação entre as pressões mencionadas acima, como se segue: