INVESTIGAÇÃO DO FATOR DE ATRITO DE ESCOAMENTOS TURBULENTOS DESENVOLVIDOS EM CONDUTORES DE PERFIL CIRCULAR
INVESTIGATION OF THE FACTOR OF TURBULENT FLOW FRICTION DEVELOPED IN CIRCULAR PROFILE CONDUCTORS
Resumo
Resumo
A perda de carga distribuída é um parâmetro importante no dimensionamento de sistemas hidráulicos e para sua determinação, utiliza-se a clássica equação de Darcy-Weisbach. O fator de atrito - presente na equação apresenta um entrave na precisão dos resultados obtidos. A literatura cita a equação de Colebrook-White a que oferece resultados mais precisos, porém ela traz o inconveniente de ter o “f” implícito, necessitando de métodos iterativos na sua solução. O objetivo do trabalho é analisar as equações explícitas de Churchill, Swamee-Jain e Chen, verificando o desempenho das mesmas em relação à equação de Colebrook-White na determinação do fator de atrito. Através de um aplicativo computacional foi possível comparar as equações, investigando a que produz com maior precisão o fator de resistência. A equação de Chen demonstrou melhor relação com o padrão Colebrook-white, apresentando valores do fator de atrito mais precisos, em relação as equações de Swamee-Jain e Churchill para escoamento turbulento e de transição. Para zona de turbulência plena pode-se utilizar qualquer das três equações, pois as margens de erro são insignificantes. As equações são de fácil aplicação, pois não necessitam de métodos iterativos para sua resolução, demonstrando uma melhor aproximação explícita, tornando seu uso conveniente diante das dificuldades apresentadas pela equação de Colebrook-White.
Abstract
The Distributed load loss is an important parameter in the design of hydraulic systems and their determination, using a classical Darcy-Weisbach equation. The friction factor - present in the equation presents an obstacle in the precision of the obtained results. The literature cites a Colebrook-White equation and a set of more precise results, because it brings the inconvenience of an implicit one, necessitating iterative methods in its solution. The work is analyzed as explicit equations of Churchill, Swamee-Jain and Chen, regarding their performance in relation to the Colebrook-White equation in determining the “friction fator” - . With a computational application it was possible to compare as equations, investigating the production with greater precision the resistance factor. The Chen equation showed a better relationship with the Colebrook-white standard, presenting higher precision factor values, in relation to the Swamee-Jain and Churchill equations for turbulent and transition flow. For the turbulence zone, any of the three equations can be performed, since the error communities are insignificant. As equations are easy to apply, there are no methods of iterative methods for their resolution, demonstrating a better explicit approximation, making their use convenient ahead of the changes by the Colebrook-White equation.
