Enunciado
FenTrans, MecFlu, TransCal e TransMassa - Fox - Mecânica dos Fluidos- Ed: 8º - Capítulo 8.Problemas - Ex. 92
Um tubo capilar de pequeno diâmetro feito de alumínio trefilado é usado no lugar de uma válvula de expansão em um refrigerador doméstico. O diâmetro interno é 0,5 mm. Calcule a rugosidade relativa correspondente. Comente se esse tubo deve ou não ser considerado como “liso” com respeito ao escoamento do fluido.
Passo 1
Neste problema é pedido a rugosidade relativa de um tubo, para isso será utilizada a definição de rugosidade relativa , ou seja, a relação entre a rugosidade do tubo e seu diâmetro fornece a rugosidade relativa.
Sabendo que:
- ;
- (valor para metal trefilado, conforme Tabela 8.1).
Passo 2
Calculando a rugosidade relativa:
Note que e devem estar em milímetros:
Passo 3
A partir do valor de rugosidade relativa e utilizando o Diagrama de Moody (Fig. 8.13) pode-se afirmar que:
- Sendo escoamento turbulento e com rugosidade relativa de 0,003 pode-se afirmar tratar de tubo liso, conforme Figura abaixo.
- Sendo escoamento laminar (), a rugosidade relativa não tem efeito sobre o escoamento (o número de Reynolds deve ser avaliado nesse caso).