Avaliação Final Discursiva - Fundamentos de Hidraulica e Hidrometria

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Disciplina: Fundamentos de Hidráulica e Hidrometria (ECE09) 
Avaliação: Avaliação Final (Discursiva) - Individual Semipresencial ( Cod.:670518) ( peso.:4,00) 
Prova: 29121360 
Anexos: Hidráulica - Diagrama de Moody - Região IV 
 
 
 
1. O fator de atrito nos escoamentos laminares e turbulentos completamente desenvolvidos em 
um tubo podem depender do número de Reynolds e da rugosidade relativa, que é a razão entre 
a altura média da rugosidade do tubo e o diâmetro do tubo. De acordo com os experimentos 
feitos por Nikuradse, em 1933, são definidas cinco regiões que se relacionam o fator de atrito 
com o número de Reynolds e com o grau de rugosidade da superfície da tubulação. No 
escoamento turbulento, existem três subdivisões do escoamento de acordo com a rugosidade 
absoluta da parede. De acordo com a indicação da Região IV no diagrama de Moody em 
anexo, defina as características principais desta região com relação ao número de Reynolds 
(Re) e o cálculo do fator de atrito (f). ( * Máximo 4000 caracteres ) 
 
A Região IV é definida como a região do escoamento turbulento hidraulicamente misto ou de 
transição. O fator de atrito torna-se dependente tanto do número de Reynolds quanto da 
rugosidade relativa. Fator de atrito = f (Re, E/D). 
No regime de escoamento turbulento hidraulicamente misto, na qual o número de Reynolds 
(Re) é maior do que 4000, a rugosidade da superfície da tubulação começa a influenciar no 
atrito do escoamento principal, pois os elementos protuberantes da rugosidade atravessam a 
subcamada viscosa próxima à parede. Portanto, sempre que o número de Reynolds aumenta, o 
perfil de velocidade torna-se cada vez mais cheio e achatado. A espessura da fina subcamada 
viscosa perto da parede do tubo diminui. Os elementos de rugosidade começam a emergir 
através dessa camada e o efeito da rugosidade torna-se importante. Por isso, o fator de atrito 
torna-se uma função do número de Reynolds e também da rugosidade relativa. 
Para cálculo do fator de atrito, utilizamos o diagrama de Moody ou a equação de Colebrook-
White com valores da rugosidade relativa e número de Reynolds. 
 
 
 
2. No escoamento de líquidos pode ocorrer a redução da pressão local na linha de sucção. Se a 
pressão na sucção reduzir a um valor abaixo da pressão de vapor (saturação) do líquido na dada 
temperatura, o líquido ferve e forma as bolhas de cavitação nestes locais. Estas bolhas sofrem 
colapso (implosão) quando atingem regiões de pressões maiores dentro da bomba, o que 
prejudica a operação do sistema e danifica a bomba. Com base no fenômeno de cavitação, 
defina e explique qual é o efeito da altura de sucção da bomba no cálculo do parâmetro NPSH 
disponível e o que pode ser executado para aumentar o valor do NPSH disponível com base na 
altura de sucção da bomba. (* Máximo 4000 caracteres ) 
 
 
 
 
 
A altura de sucção da bomba se refere à distância da superfície livre do líquido que está sendo 
captado até a entrada na flange da bomba. Esta altura pode ser positiva, nos casos em que o 
reservatório se encontra acima do nível da bomba; ou negativa, nos casos em que o reservatório se 
encontra abaixo do nível da bomba. 
Com o objetivo de aumentar o valor do NPSH disponível do sistema e evitar a ocorrência de 
cavitação na bomba, podem ser adotadas algumas ações: 
- Aumentar a pressão da coluna de líquido elevando a altura do reservatório de sucção acima do 
nível da bomba. 
- Baixar o nível da bomba, aproximando-a do reservatório de sucção (quando altura de sucção é 
negativa). 
- Aumentar o nível de líquido dentro do reservatório de sucção. 
Cada uma destas alternativas deve ser analisada em termos econômicos e sua possibilidade de 
execução de acordo com o layout da instalação do sistema de escoamento.