Performance of explicit approximations of the coefficient of head loss for pressurized conduits.

Abstract

Desempenho de aproximações explícitas do coeficiente de perda de carga para condutos pressurizados R E S U M O Um dos parâmetros envolvido no dimensionamento de sistemas hidráulicos pressurizados é a perda de carga das tubulações. Essa verificação pode ser realizada através da formulação de Darcy-Weisbach, que considera um coeficiente de perda de carga (f) que pode ser mensurado pela equação implícita de Colebrook-White. No entanto, para essa determinação é necessário utilizar métodos numéricos ou o diagrama de Moody. Devido a isso, numerosas aproximações explícitas são propostas para superar essa limitação. Nesse sentido, o objetivo desse trabalho é analisar as aproximações explícitas do f para condutos pressurizados em comparação a formulação de Colebrook-White, determinando as mais precisas para que possam ser uma solução alternativa, válidas para o regime de fluxo turbulento. Foram analisadas 29 equações explícitas encontradas na literatura, determinando o f através do número de Reynolds (Re) na faixa de 4 × 103 ≤ Re ≤ 108 e rugosidade relativa (Ɛ/D) de 10-6 ≤ Ɛ/D ≤ 5 × 10-2, obtendo 160 pontos para cada equação. O índice de desempenho e o erro relativo das formulações foram analisados em relação a equação de ColebrookWhite. Considerando as equações analisadas, sete apresentaram excelente desempenho e alta precisão, destacando a formulação de Offor & Alabi, a qual pode ser utilizada como alternativa à equação padrão de Colebrook-White.