Qual é a diferença entre pressão de fluxo e pressão estática?

Considere o fluxo constante de um fluido de densidade constante em um duto convergente, sem perdas devido ao atrito (figura 14). O fluxo, portanto, satisfaz todas as restrições que governam o uso da equação de Bernoulli. A montante e a jusante da contração, assumimos que a velocidade é constante nas áreas de entrada e saída e paralela.

Duto unidimensional mostrando o volume de controle.

Quando as linhas de corrente são paralelas, a pressão é constante entre elas, exceto pelas diferenças hidrostáticas da cabeça (se a pressão for maior no meio do duto, por exemplo, esperaríamos que as linhas de corrente divergissem e vice-versa). Se ignorarmos a gravidade, as pressões sobre as áreas de entrada e saída são constantes. Ao longo de uma linha de fluxo na linha central, a equação de Bernoulli e a equação unidimensional

equação de continuidade

dar, respectivamente,

Essas duas observações fornecem um guia intuitivo para analisar fluxos de fluidos, mesmo quando o fluxo não é unidimensional. Por exemplo, quando o fluido passa sobre um corpo sólido, as linhas de fluxo se aproximam, a velocidade do fluxo aumenta e a pressão diminui. Os perfis aerodinâmicos são projetados para que o fluxo sobre a superfície superior seja mais rápido que sobre a superfície inferior e, portanto, a pressão média sobre a superfície superior seja menor que a pressão média sobre a superfície inferior, e uma força resultante devido a essa diferença de pressão seja produzida . Esta é a fonte de sustentação de um aerofólio. A elevação é definida como a força que atua no aerofólio devido ao seu movimento, em uma direção normal à direção do movimento. Da mesma forma, o arrasto em um aerofólio é definido como a força que atua em um aerofólio devido ao seu movimento, ao longo da direção do movimento. A equação de Bernoulli leva a algumas conclusões interessantes sobre a variação da pressão ao longo de uma linha de corrente. Considere um fluxo constante colidindo com uma placa perpendicular (figura 16).

Figura 16. Fluxo do ponto de estagnação.

Há uma linha de fluxo que divide o fluxo pela metade: acima dessa linha de fluxo, todo o fluxo passa pela placa e, abaixo dessa linha de fluxo, todo o fluxo passa por baixo da placa. Ao longo desta linha divisória, o fluido se move em direção à placa. Como o fluxo não pode passar através da placa, o fluido deve parar no ponto em que encontra a placa. Em outras palavras, ele `` estagna ''. O fluido ao longo da linha divisória, ou `` linha de estagnação '', diminui a velocidade e, eventualmente, descansa sem deflexão no

ponto de estagnação

A equação de Bernoulli ao longo da linha de estagnação dá

onde o ponto e está muito a montante e o ponto 0 está no ponto de estagnação. Como a velocidade no ponto de estagnação é zero,

o

estagnação

ou

total

pressão, p_0, é a pressão medida no ponto em que o fluido pára. É a pressão mais alta encontrada em qualquer lugar do campo de fluxo e ocorre no ponto de estagnação. É a soma do

Pressão estática

(p_0) e o

pressão dinâmica

medido a montante. É chamada pressão dinâmica porque surge do movimento do fluido. A pressão dinâmica não é realmente uma pressão: é simplesmente um nome conveniente para a quantidade (metade da densidade vezes a velocidade ao quadrado), que representa a diminuição na pressão devido à velocidade do fluido.