Considere o perfil empírico de velocidade de “lei de potência” para escoamento turbulento em tubo, Eq. 8.22. Para , determine o valor de para o qual é igual à velocidade média. Trace um gráfico dos resultados na faixa de e compare com o caso de escoamento laminar completamente desenvolvido em tubo, Eq. 8.14.
Passo 1
Fala aí galera, vamos para mais um problema de Mecânica dos fluidos. Primeiramente, sabemos que:
Para um escoamento laminar:
Como quando logo:
Passo 2
Agora, para um escoamento turbulento, temos que:
Supondo que:
Logo:
Resolvendo a integral:
Para
Como quando
Passo 3
Da equação 8.24:
Plotando o gráfico no intervalo pedido: