Escoamento de fluídos não newtonianos

2.3 Perda de carga distribuída 9
valor específico da queda de pressão, em cada equipamento é geralmente
fornecido pelo fabricante.
2.2.1 Fator de correção da energia cinética
Dado que a velocidade de um fluido não é constante no interior
de um tubo, define-se o termo ū2
α , apresentado na Equação 2.6, como
a energia cinética média por unidade de massa do fluido. Assim, esse
termo é calculado através da integração da velocidade do fluido no raio
da tubulação (CHHABRA; RICHARDSON, 1999).
No caso de escoamento laminar de fluidos newtonianos, α = 1.
Osorio e Steffe (1984) desenvolveram uma solução analítica e gráfica
do fator de correção, para fluidos Herschel-Bulkley. Essa solução
ajustou-se ao caso do escoamento laminar de fluidos lei da potência,
onde o fator de correção varia segundo n (OSORIO; STEFFE, 1984
apud RAO et al., 2005). A expressão para α é a seguinte
α =
2(2n + 1)(5n + 3)
3(3n + 1) 2
(2.7)
Outras expressões do fator de correção da energia cinética para
fluidos plásticos de Bingham e Herschel-Bulkley em escoamento laminar
foram publicadas por Steffe (1996). Por sua vez, para escoamento
turbulento de qualquer fluido independente do tempo, newtoniano ou
não newtoniano, considera-se α = 2.
2.3 Perda de carga distribuída
Denomina-se perda de carga distribuída à perda de energia causada
pelo atrito entre o fluido e a parede da tubulação, a qual varia segundo
as características do fluido, do tubo e das condições de escoamento. A
perda de carga distribuída é expressa em função do fator de atrito, f ,
da seguinte forma
FD = ∆p
ρ = 2 f ū2L D
(2.8)
onde ∆p é a queda de pressão na tubulação, L é o comprimento e D é
o diâmetro da tubulação.
Duas definições de fatores de atrito têm sido apresentadas na literatura,
o fator de Fanning e o fator de Darcy. O valor de Darcy é
quatro vezes maior que o de Fanning. Neste trabalho será utilizado o
fator de atrito de Fanning, f , para todos os cálculos.