QUESTÃO 1 - (
) A respeito da classificação dos escoamentos viscosos enquanto laminares ou turbulentos, analise as seguintes proposições e classifique-as em verdadeiro ou falso justificando suas escolhas.
O fator de atrito é uma função matemática que depende do regime de escoamento e da rugosidade relativa da tubulação e na zona dita completamente rugosa ele apresenta pouca variação mediante grandes mudanças no regime de escoamento.
O fator de atrito é uma função matemática que depende do regime de escoamento e da rugosidade relativa da tubulação e na zona dita completamente rugosa ele apresenta pouca variação mediante grandes mudanças no regime de escoamento.
Passo 1
Então, vamos começar resumindo o que a questão está pedindo. A gente está falando sobre escoamentos viscosos, que podem ser laminares ou turbulentos. A questão traz uma afirmação sobre o fator de atrito, que é uma função matemática importante para entender como o fluido se comporta dentro de uma tubulação. Precisamos analisar se essa afirmação é verdadeira ou falsa, justificando nossa resposta com base na teoria.
Passo 2
Primeiro, vamos entender o que é o fator de atrito. Ele é uma medida que indica a resistência que o fluxo do fluido encontra ao se mover pela tubulação. Esse fator depende de dois principais aspectos:
- Regime de escoamento: Pode ser laminar (fluxo ordenado) ou turbulento (fluxo desordenado).
- Rugosidade relativa da tubulação: Refere-se à textura interna da tubulação, ou seja, quão áspera ela é comparada ao diâmetro da tubulação.
A equação de Darcy-Weisbach, que relaciona perda de carga (aquela queda de pressão no fluxo) com o fator de atrito, é geralmente usada nesse contexto:
onde:
-
é a perda de carga, -
é o fator de atrito, -
é o comprimento da tubulação, -
é o diâmetro da tubulação, -
é a densidade do fluido, -
é a velocidade do fluido.
Passo 3
Agora, vamos falar sobre a zona completamente rugosa. Nesse regime, a rugosidade da tubulação domina o comportamento do escoamento, especialmente no fluxo turbulento. Quando a tubulação é completamente rugosa, o fator de atrito fica quase constante, ou seja, não varia muito mesmo que o regime de escoamento mude. Isso acontece porque a rugosidade interfere diretamente na formação das turbulências, tornando o fator de atrito dependente principalmente dessa rugosidade e não tanto do regime de escoamento.
Passo 4
Com base nisso, a afirmação da questão diz que o fator de atrito depende do regime de escoamento e da rugosidade relativa, e que na zona completamente rugosa ele varia pouco mesmo com grandes mudanças no regime de escoamento. Isso está de acordo com a teoria que estudamos: na zona completamente rugosa, a rugosidade tem um papel dominante, fazendo com que o fator de atrito seja menos sensível ao regime de escoamento.
Resposta
Verdadeiro. Na zona completamente rugosa, o fator de atrito depende principalmente da rugosidade relativa da tubulação e apresenta pouca variação mesmo com grandes mudanças no regime de escoamento.