Fator de atrito de Darcy para fluxo turbulento
Se o número de Reynolds for maior que 3500, o fluxo será turbulento . A maioria dos sistemas de fluidos em instalações nucleares opera com fluxo turbulento . Nesse regime de fluxo, a resistência ao fluxo segue a equação de Darcy-Weisbach : é proporcional ao quadrado da velocidade média do fluxo. O fator de atrito de Darcy depende fortemente da rugosidade relativa da superfície interna do tubo.
O método mais comum para determinar um fator de atrito para fluxo turbulento é usar o diagrama Moody . O diagrama Moody (também conhecido como gráfico Moody) é um gráfico log-log da correlação de Colebrook que relaciona o fator de atrito de Darcy, o número de Reynolds e a rugosidade relativa do fluxo totalmente desenvolvido em um tubo circular. A equação de Colebrook-White :
Fluxo turbulento:
- Re> 4000
- ‘alta velocidade
- O fluxo é caracterizado pelo movimento irregular de partículas do fluido.
- O movimento médio está na direção do fluxo
- O perfil da velocidade do fluxo para um fluxo turbulento é bastante plano na seção central de um tubo e cai rapidamente extremamente perto das paredes.
- A velocidade média do fluxo é aproximadamente igual à velocidade no centro do tubo.
- A análise matemática é muito difícil.
- Tipo mais comum de fluxo .
Para tubos hidraulicamente lisos e fluxo turbulento (Re <10 5), o fator de atrito pode ser aproximado pela fórmula de Blasius:
f = (100.Re) -¼
Deve-se notar que, em números muito grandes de Reynolds , o fator de atrito é independente do número de Reynolds . Isso ocorre porque a espessura da subcamada laminar (subcamada viscosa) diminui com o aumento do número de Reynolds. Para números Reynolds muito grandes, a espessura da subcamada laminar é comparável à rugosidade da superfície e influencia diretamente o fluxo. A subcamada laminar torna-se tão fina que a rugosidade da superfície se projeta no fluxo. As perdas por atrito neste caso são produzidas no fluxo principal principalmente pelos elementos de rugosidade salientes, e a contribuição da subcamada laminar é insignificante.
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