Calculadora de Fator de Atrito - Equação de Moody

A calculadora de fator de atrito da Omni estima o valor do fator de atrito para fluxos de tubulação, usado em vários cálculos para determinar a perda de energia devido ao atrito em fluidos escoando por um tubo. O fator de atrito é comumente usado na equação de Darcy-Weisbach e também é chamado de fator de atrito de Darcy. Esse valor depende de parâmetros como raio hidráulico, viscosidade do fluido, rugosidade da superfície e número de Reynolds. Continue lendo para entender como calcular o fator de atrito usando a equação de Darcy-Weisbach.

A perda de energia dos fluidos durante a passagem por um tubo ou duto causa redução da pressão e da velocidade, o que é conhecido como perda de carga. As principais causas dessas perdas são a rugosidade da superfície e o atrito.

Além disso, as alterações na seção transversal do tubo, como ampliação ou contração, curvas e ramificações, contribuem para perdas menores. A perda de carga por atrito é usada na equação de Darcy-Weisbach para estimar a queda de pressão $\Delta p$ de um fluido que escoa com velocidade $V$, em um tubo com comprimento $L$, diâmetro hidráulico $D$, e fator de atrito $f$, de modo que:

onde $g$ é a aceleração devido à gravidade.

Você pode ler mais sobre o cálculo da queda de pressão em nossa calculadora da equação de Darcy-Weisbach 🇺🇸.

O termo $f$, ou fator de atrito, pode ser estimado para um tubo com rugosidade de superfície $k$ usando a equação de Colebrook:

em que $\text{Re}$ é o número de Reynold para o fluxo de fluido. A equação de Colebrook-White só pode ser resolvida usando aproximações numéricas. Uma das aproximações comumente utilizadas é dada por Lewis Moody, também conhecida como gráfico de Moody ou diagrama de Moody. Nesta calculadora, utilizamos a aproximação de Moody para determinar o fator de atrito de Darcy. A aproximação de Moody (também conhecida como equação de Moody), é dada por:

Essa aproximação é válida para regimes de fluxo em que o número de Reynolds está entre $4.000$ e $5\times10^8$ e para tubos com uma relação $k/D$ menor que $0{,}01$. Essa aproximação também é usada nos cálculos desta calculadora.

Siga os passos abaixo para usar a equação de Moody para estimar o fator de atrito de Darcy.

• Passo 1: Digite o diâmetro hidráulico da tubulação ou do conduíte.

• Passo 2: Insira a rugosidade da superfície da tubulação. Observe que a equação só é válida para uma relação k/D menor que 0,01.

• Passo 3: Insira o número de Reynolds para o regime de fluxo. Observe que a equação só é válida para fluxos de tubulação com número de Reynolds no intervalo $4000 < \text{Re} < 5\times10^8$.

• Passo 4: Você pode usar o Modo Avançado da calculadora para estimar o número de Reynolds. Use as propriedades do fluido: densidade, viscosidade e velocidade de fluxo, para encontrar o número de Reynolds. Você também pode usar a seção "Parâmetros adicionais" para inserir um valor para a rugosidade relativa $k/D$ diretamente.

• Passo 5: A calculadora determinará o valor do fator de atrito de Darcy.

Encontre o fator de atrito para um tubo com um diâmetro hidráulico de $2 \text{ m}$ e uma rugosidade de superfície de $0{,}01 \text{ m}$. Considere o número de Reynolds como $4.500$.

• Etapa 1: Insira o diâmetro hidráulico do tubo ou conduíte, $D = 2 \text{ m}$.

• Etapa 2: insira a rugosidade da superfície do tubo, $k = 0{,}01 \text{ m}$. Aqui, a relação $k/D$ é $0{,}005$ e, portanto, aceitável.

• Etapa 3: Insira o número de Reynolds para o regime de fluxo, $Re = 4.500$.

• Etapa 4: A calculadora determinará o valor do fator de atrito de Darcy, $f = 0{,}04321$.