Exercícios Resolvidos de Diagrama de Moody e fator de atrito

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Enunciado

O escoamento de água a 20°C ocorre em regime de turbulência completa em um tubo de 0,02 m de diâmetro de aço inoxidável novo. Calcule o fator de atrito.

Passo 1

Oi! :D O cálculo do fator de atrito depende do escoamento ser laminar ou turbulento.

Normalmente, calculamos o número de Reynolds desse escoamento e verificamos se é menor ou maior que 2300 para ver se é laminar ou turbulento, respectivamente.

Poréééém, dessa vez o enunciado facilitou nossa vida e já disse que o regime é de turbulência completa. Vamos dar uma olhada no diagrama

Como vimos na teoria, no regime de turbulência completa, o número de Reynolds já não influencia mais no cálculo do fator de atrito, que por sua vez vai depender somente da rugosidade relativa.

Então vamos a ela!

Passo 2

A rugosidade relativa é a razão entre a rugosidade e o diâmetro do tubo ⇒ e D

E a rugosidade depende do material, que é aço inoxidável novo. Pela tabela de rugosidade

A rugosidade do aço inoxidável novo é 0,002 mm

e = 0,002   m m = 2 × 10 - 6   m

A rugosidade relativa é então:

e D = 2 × 10 - 6   m 0,021   m

e D = 0,000095 ≈ 0,0001

Aplicando esse valor no Diagrama de Moody

Encontramos o fator de atrito igual a 0,012, conforme podemos visualizar melhor no zoom

Partiu próximo exercício? :D

Resposta

f = 0,012

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