Exercícios Resolvidos de Diagrama de Moody e fator de atrito

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Enunciado

Sobre o Diagrama de Moody, analise as seguintes afirmações e afirme se são verdadeiras ou falsas.

I – O Diagrama de Moody é útil para a estimação do fator de atrito a partir do número de Reynolds e da rugosidade relativa tanto para escoamentos laminares como para escoamentos turbulentos.

II – Considerando dois escoamentos em tubos com o mesmo número de Reynolds, aquele com maior rugosidade relativa terá maior fator de atrito.

III – Em tubos lisos, o fator de atrito é zero, pois a rugosidade relativa é nula.

Passo 1

Faaaala, futuro aprovado! Tudo bem? Vamos analisar afirmação por afirmação 😊

I – O Diagrama de Moody é útil para a estimação do fator de atrito a partir do número de Reynolds e da rugosidade relativa tanto para escoamentos laminares como para escoamentos turbulentos.

Dando uma olhadinha no próprio Diagrama de Moody, vemos que no eixo x temos Reynolds, e cada curva corresponde a uma rugosidade relativa. Com isso, conseguimos encontrar no eixo y o fator de atrito.

Além disso, há curvas tanto na zona laminar quanto na turbulenta, conforme indicado na figura. Saca só:

Então, a primeira alternativa é verdadeira.

Passo 2

A segunda afirmação diz o seguinte

II – Considerando dois escoamentos em tubos com o mesmo número de Reynolds, aquele com maior rugosidade relativa terá maior fator de atrito.

Isso faz sentido, pois se apenas aumentamos a rugosidade relativa, isso significa que o atrito será maior. Se o atrito será maior, então o fator de atrito também será.

Dá para perceber isso visualmente também no diagrama. O mesmo Reynolds está representado pela reta laranja.

A rugosidade relativa azul é menor e com ela encontramos o fator de atrito próximo de 0,027.

A rugosidade relativa verde é maior e com ela, o fator de atrito é cerca de 0,035.

Logo, a afirmação II é verdadeira

Passo 3

Agora é a última afirmação, mas, dica de amiga, é muito importante!

III – Em tubos lisos, o fator de atrito é zero, pois a rugosidade relativa é nula.

Essa afirmação pode até parecer intuitiva, pois quando se fala em tubo liso, podemos acabar pensando que não há atrito! Porém, não se engane!

O fato do tubo ser liso significa que a rugosidade relativa dele é beeem baixa, próxima a zero, isso é verdade. A questão é que isso não quer dizer que o fator de atrito é zero!

“Ué?! Como assim?”

Olha só essa curva destacada no Diagrama de Moody

Isso revela que em tubos lisos, a rugosidade relativa não importa para calcular o fator de atrito. Porém, o fator de atrito não é nulo e vai depender do número de Reynolds.

Ou seja, as propriedades do fluido, a velocidade e o diâmetro do tubo vão influenciar no valor do fator de atrito, que pode ser calculado pelo Moody.

Portanto, a terceira afirmação é falsa!

Resposta

I - Verdadeira

II – Verdadeira

III - Falsa

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