Pressão Estática, Total e Dinâmica

Quando se usa a equação de Bernoulli é comum a presença dos conceitos de pressão estática, total e dinâmica. Nesse sentido, esses são conceitos importantes a serem discutidos.

Primeiro temos a pressão estática, que é simplesmente a pressão termodinâmica. A pressão total é um pouco mais abstrata, devido a ter conceitos de entropia. Ela é a pressão que uma partícula de fluido assume se for desacelerada até o repouso em um processo isentrópico. Para a pressão total, é importante notar que deve-se desconsiderar os efeitos viscosos, pois eles estão associados a entropia do sistema e interferem no processo isentrópico.

Um exemplo de processo isentrópico seria desacelerar uma partícula de fluido até o repouso apenas com a ação da pressão. Esse exemplo pode ser construído considerando-se a figura abaixo.

Nessa figura, temos montante um escoamento com pressão estática p infinito e velocidade v infinito. A jusante, temos uma placa simétrica que divide a fluido em dois. Na condição de não penetração na superfície, existe uma linha de corrente tal que um ponto no escoamento que sai do infinito e incide no corpo tem comportamento horizontal, sem divisão. Essa linha é chamada de linha divisória.

O ponto em que a linha divisória incide no corpo tem velocidade nula. Esse ponto (P) é conhecido como ponto de estagnação, no qual a partícula de fluido sobre a linha de corrente horizontal desacelera até o repouso da partícula apenas por efeito da pressão.

A pressão total em P (p0) é igual a pressão total em um ponto no infinito, pois o processo é isentrópico. Como no exemplo, p infinito é pressão estática, temos que p0 é maior que p infinito.

Uma observação importante é que já que no ponto P a velocidade do fluido é nula, então a pressão estática é igual a pressão total. Essa afirmação é válida escoamentos no estado de repouso.

Se tivermos um escoamento incompressível em regime estacionário, podemos escrever, a partir da equação de Bernoulli, que:

Por fim, temos a definição de pressão dinâmica. Essa pressão é definida como:

Essa definição é válida em qualquer situação. Logo, podemos escrever p0 e termos de pressão estática e dinâmica.

Se o escoamento for compressível ou não estiver em regime estacionário não é possível escrever p0 mostrado acima, pois a equação de Bernoulli depende dessas duas condições.