Questao 3 [valor 1,0] -Considerando o escoamento completamente desenvolvido em tubo, analise as afirmativas a seguir
I - Para escoamento laminar, o fator de atrito é função do numero de Reynolds apenas
II - para o escoamento turbulento, o fator de atrito é independente da rugosidade
III - o número de Reynolds na parede do tubo pode ser mudado com facilidade, variando a velocidade média do escoamento
Assinale a alternativa correta:
A) Somente I
B) Somente II
C) Somente III
D) I e II
E) II e III

Passo 1

O enunciado trata do escoamento completamente desenvolvido em tubo circular e pede para analisar três afirmativas sobre o fator de atrito e o número de Reynolds. Vamos precisar do conceito de fator de atrito em regime laminar e turbulento e da definição de número de Reynolds.

Passo 2

Na parte laminar, sabe-se que o fator de atrito f é dado por
f = \frac{64}{\mathrm{Re}}\,,
onde
\mathrm{Re} = \frac{\rho \cdot U \cdot D}{\mu}
é o número de Reynolds baseado na velocidade média U e diâmetro D. Portanto, em regime laminar o fator de atrito depende apenas de \mathrm{Re}. Logo, a afirmativa I é verdadeira.

Passo 3

No regime turbulento, o fator de atrito não é função somente de \mathrm{Re}; ele também depende da rugosidade relativa \varepsilon/D do tubo, conforme vê-se na equação implícita de Colebrook ou no diagrama de Moody. Assim, afirmar que “para o escoamento turbulento o fator de atrito é independente da rugosidade” é incorreto. A afirmativa II é falsa.

Passo 4

A afirmativa III diz que “o número de Reynolds na parede do tubo pode ser mudado com facilidade, variando a velocidade média do escoamento”. Primeiro, não existe “ \mathrm{Re} na parede” (a velocidade no próprio muro é zero). O número de Reynolds relevante é o geral, baseado na velocidade média U e no diâmetro D, e esse sim varia com U. Porém, a frase “na parede” está equivocada, pois o valor local de \mathrm{Re} junto à parede é sempre zero (devido ao não deslizamento). Logo, a afirmativa III, do jeito que está escrita, é falsa.

Passo 5

Concluímos que apenas a afirmativa I é verdadeira.

Resposta

A) Somente I

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