Dados as propriedades da água e do ar à
para um escoamento interno em duto de ferro galvanizado, com
e rugosidade
e velocidade
. Calcular o coeficiente de atrito
e a perda de carga
por metro de tubulação. Dados:
, onde o fator de atrito é calculado pela expressão
para o caso laminar, e pela equação de Colebrook
para o caso turbulento.
Sugestão: A equação de Colebrook pode ser calculada substituindo-se o
do Lado Direito por um valor inicial, e após a iteração, o novo valor de
do Lado Esquerdo é então substituído no direito desta equação, e assim por diante até a terceira iteração.
Fluido
Ar
Água
1.23
999
Fluido | Ar | Água |
|
1.23 | 999 |
|
|
|
Passo 1
O enunciado pede para calcular o fator de atrito
e a perda de carga por metro
num escoamento interno em tubo de ferro galvanizado de diâmetro
, rugosidade
e velocidade
. Vamos usar o número de Reynolds
avaliar se o escoamento é laminar
ou turbulento
, aplicar
no caso laminar, ou a equação de Colebrook
no turbulento, e por fim calcular
com
e
.
Passo 2
Calcular
para o ar
,
:
Como
, o escoamento no ar é laminar.
Passo 3
No regime laminar vale
A perda de carga por metro
é
Passo 4
Calcular
para a água
,
:
Como
, o escoamento é turbulento. O parâmetro adimensional
entra na equação de Colebrook.
Passo 5
Iteração de Colebrook com chute inicial
:
1ª iteração:
,
2ª iteração: substituindo
obtém-se
.
3ª iteração: chega-se em convergência
.
Logo
Passo 6
Calcular a perda de carga na água
:
Resposta
Para o ar:
Para a água: