Determine o fator de atrito f e a perda de carga distribuída hf para os seguintes casos: A) Re = 1000; D = 2 in; tubulação de ferro forjado; vazão ...

Para determinar o fator de atrito f e a perda de carga distribuída hf, podemos utilizar a equação de Darcy-Weisbach: hf = f * (L/D) * (V^2/2g) Onde: hf = perda de carga distribuída f = fator de atrito L = comprimento da tubulação em trecho reto D = diâmetro interno da tubulação V = velocidade média do fluido g = aceleração da gravidade Para o caso A: Re = 1000 D = 2 in = 0,0508 m tubulação de ferro forjado Q = 2 L/s = 0,002 m³/s L = 30 m Primeiro, precisamos calcular a velocidade média do fluido: V = Q/A A = (π/4) * D^2 A = (π/4) * (0,0508)^2 A = 0,00202 m² V = 0,002 m³/s / 0,00202 m² V = 0,9901 m/s Agora, podemos calcular o número de Reynolds: Re = (D * V * ρ) / μ ρ = 1000 kg/m³ (densidade da água) μ = 0,001 kg/(m*s) (viscosidade dinâmica da água) Re = (0,0508 * 0,9901 * 1000) / 0,001 Re = 50.200 Com o valor de Reynolds, podemos determinar o tipo de escoamento (laminar ou turbulento). Para tubulações de ferro forjado, o escoamento é turbulento para Re > 4000. Portanto, o escoamento é turbulento neste caso. Para determinar o fator de atrito f, podemos utilizar a equação de Colebrook-White: 1 / sqrt(f) = -2.0 * log10((ε/D)/3.7 + 2.51/(Re * sqrt(f)))) Onde: ε = 0,0457 mm (rugosidade absoluta da tubulação de ferro forjado) Resolvendo a equação iterativamente, encontramos: f = 0,025 Agora, podemos calcular a perda de carga distribuída: hf = f * (L/D) * (V^2/2g) hf = 0,025 * (30/0,0508) * (0,9901^2/2*9,81) hf = 7,67 m Portanto, para o caso A, o fator de atrito f é 0,025 e a perda de carga distribuída hf é 7,67 m. Os cálculos para os casos B, C e D seguem o mesmo procedimento, utilizando os valores fornecidos para cada caso.