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FATOR DE ATRITO

O fator de atrito para o escoamento TURBULENTO HIDRAULICAMENTE RUGOSO pode ser calculado pela expressão:

ou

A equação acima é válida para

*** Note que a fórmula para o cálculo de f não inclui o Número de Reynolds, e que, portanto, para uma certa canalização de determinado diâmetro D, o valor de f dependerá apenas da rugosidade.

C) ESCOAMENTO TURBULENTO MISTO

Para a região compreendida entre os casos de tubos lisos e a zona de turbulência completa, COLEBROOK, propôs (1939) uma equação semi-empírica, que ajusta muito aos dados experimentais de tubos com rugosidade naturais. A equação é:

Condições de aplicabilidade da equação de COLEBROOK:

FÓRMULAS EMPÍRICAS PARA ESCOAMENTO DE ÁGUA EM TUBOS

A) FÓRMULA DE HAZEN-WILLIAMS

Utilizada para escoamento de água para tubulações grandes (D› 5cm ≈ 2”) e para faixa de moderada de velocidade de escoamento (V ≤ 3 m/s). A fórmula é largamente utilizada no dimensionamento de abastecimento de água. No sistema SI temos:

em que J(m/m) é a perda de carga unitária, Q(m3/s), a vazão, D (m), o diâmetro e C (m0.367), o coeficiente de rugosidade que depende da natureza e estado das paredes do tubo. A equação acima é recomendada, preliminarmente, para:

a) escoamento turbulento de transição;
b) líquido: água a 200C, pois não leva em conta o efeito viscoso;
c) diâmetro: em geral maior ou igual a 4 polegadas;
d) origem: experimental com tratamento estatístico dos dados;
e) aplicação: rede de distribuição de água, adutoras, sistemas de recalque.

A fórmula de Hazen-Williams pode ser tabelada, para vários diâmetros e coeficientes de rugosidade, na forma:

, nas unidades J(m/100m), D(m) e Q(m3/s).

A constante β pode ser obtida de tabelas.