FATOR EXPLICITO DE CORRELA O DE FRIC O PARA FLUXO TURBULENTO EM UM TUBO RUGOSO

FATOR EXPLICITO DE CORRELAÇÃO DE FRICÇÃO PARA FLUXO TURBULENTO EM UM TUBO RUGOSO
Ana Claudia Milanez Chiaratti, Daniela Ruzzarin e Paula Provenzi

O fator de fricção (f) é um parâmetro adimensional fundamental para o cálculo da perda de carga em uma tubulação devido ao atrito. Para estimá-lo, porém, deve-se saber o regime de fluxo que se está trabalhando.
Para fluxo laminar (Equação de Hagen-Poiseuill), obtém-se seu valor pela relação explícita f = 16/Re, evidenciando que, nesse caso, f depende exclusivamente de Re.
Para fluxo turbulento, no entanto, as relações entre f e Re são empíricas, necessitando da aplicação computacional para a solução de f, além de ser uma equação implícita, ou seja, não se consegue isolar o fator de fricção. Para tubos lisos, utiliza-se a lei universal de atrito, que mostra que f independe da rugosidade relativa e depende exclusivamente de Re:

Entretanto, para tubos rugosos, f é tipicamente estimado pela equação de Colebrook-White (CW), que evidencia que f é função de Re e da rugosidade, mas requer métodos numéricos iterativos para a sua resolução.

A aplicação de cálculo iterativo pode ser indesejável, principalmente quando se tem uma rede de tubos em que diversas estimativas de f se fazem necessárias. Portanto, diversas aproximações explícitas foram propostas com precisões que dependem da complexidade da sua forma funcional e podem ser inválidas para valores de Re encontrados na prática (4,000 < Re < 108) ; logo, devem ser cuidadosamente selecionadas. Alternativamente, f pode ser determinado graficamente, mas essa abordagem não é adequada para aplicações computacionais.

s=0.1240 Re+

As aproximações feitas para a equação acima foram obtidas com base em cálculos provenientes em espaços retangulares de rugosidade/D e de valores de Re. Para a realização desses experimentos, Moody utilizou 20 valores de rugosidade/D diferentes, e, para um deles, foram utilizados 500 valores de Re