Engenharia aplicada no dia a dia industrial.
Trechos das Aulas da Pós Graduação
PRESSÃO VS VELOCIDADE NO JATO LIVRE: MECÂNICA DOS FLUIDOS
Pós-Graduação Engenharia de Movimentação de Fluidos e Equipamentos Industriais
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A pós-graduação foi desenvolvida para engenheiros que precisam dominar sistemas de bombeamento, tubulações, válvulas, compressores e o comportamento de fluidos na prática industrial, o que a faculdade não ensina.
No jato livre, a pressão efetiva é zero (ele está à pressão atmosférica), mas um jato de hidrojateamento de alta pressão corta aço e chega a decepar. Quem faz o estrago é a variação da quantidade de movimento, não a pressão no jato.
Conteúdo da Aula
Qual a pressao de um jato livre de hidreletrica saindo do conduto?
A resposta automatica em sala vai de "dez bar" a "mil bar". Quase ninguem arrisca a resposta certa: zero.
Em pressao efetiva, a pressao do jato livre e zero. Em pressao absoluta, e a pressao atmosferica. Por que? Porque uma vez que o fluido saiu do conduto, nao tem mais nada empurrando ele. A unica pressao agindo sobre o jato e a atmosferica ao redor.
E ai vem a pergunta seguinte: se a pressao e zero, por que maquinas de hidrojateamento em alta pressao cortam membros fora?
A resposta esta na variacao da quantidade de movimento. Quando o jato encontra um obstaculo (a pele, um corpo), ele desvia. Essa mudanca de direcao por unidade de tempo e exatamente uma forca, pela segunda lei de Newton. Uma forca gigantesca, quando se considera a massa do fluido e a alta velocidade.
A analogia e o carro. Bater no para-choque a cinco quilometros por hora arranha. Bater a cem mata. A "pressao" do carro contra o obstaculo e a mesma. O que muda e a energia cinetica.
Por isso o hidrojateamento corta. Nao e pressao sobre a pele. E variacao da quantidade de movimento.
Esse conceito conecta diretamente com reservatorio de grandes dimensoes em dimensionamento de bomba: a velocidade na superficie do reservatorio e considerada zero (a vazao bombeada nao afeta o nivel significativamente). Simplifica a equacao de Bernoulli e deixa o calculo focado no que dominam, pressao e altura.
No video abaixo destrincho jato livre, reservatorio de grandes dimensoes e o caso pratico de bombeamento de caminhao tanque.
FAQ: Perguntas Frequentes
COMO O JATO LIVRE TEM PRESSÃO ZERO E MESMO ASSIM CORTA?
A pressão efetiva do jato livre é zero porque ele está exposto à atmosfera. A força vem da variação da quantidade de movimento do fluido ao atingir o alvo, não da pressão interna.
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O QUE É QUANTIDADE DE MOVIMENTO NO JATO?
É o produto da vazão mássica pela velocidade. Ao ser desviado ou parado no alvo, essa quantidade de movimento gera uma força de impacto elevada.
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POR QUE O HIDROJATEAMENTO É PERIGOSO?
Porque a alta velocidade concentra grande energia numa área mínima. Mesmo sem pressão no jato livre, a força de impacto perfura tecidos e materiais.
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A PRESSÃO NA BOMBA NÃO É A MESMA DO JATO?
Não. A alta pressão existe dentro do equipamento e do bico. Ao sair, ela se converte em velocidade, e o jato livre fica à pressão atmosférica.
