Comparação das equações para obtenção do fator de atrito da equação de Darcy-Weisbach no escoamento de vinhaça com e sem poliacrilamida

Abstract

Resumo : A agricultura representa em média 70% da captação total de água sendo assim considerada a atividade de maior consumo de água, (JACOBI; GRANDISOLI, 2017) fato que é evidenciado no aumento do potencial agrícola do Brasil nos últimos anos utilizando a áreas irrigadas e multiplicando os projetos de irrigação em diversas regiões do país tornando-se rotina no agronegócio brasileiro (BERNARDO; SOARES; MANTOVANI, 2006). Este trabalho, tem o propósito de reunir diferentes equações de atrito, desde as mais simples, mais utilizadas e mais complexas avaliando através da perda de carga qual mais se aproxima do resultado experimental tendo como fluido a vinhaça e vinhaça com poliacrilamida, uma vez que a vinhaça está diretamente ligada a agricultura e irrigação onde a agricultura irrigada, especialmente em áreas com escassez de água que desempenha um papel importante no crescimento da produtividade e desenvolvimento agrícola e socioeconômico (CAVALCANTE, 2020). A metodologia, utiliza recursos computacionais para encontrar valores do fator de atrito, os cálculos do fator de atrito usaram o software RStudio, variando os valores de vazão e diâmetros foi possível obter pontos e consequentemente possibilitou elaborar tabelas e gráficos de perda de carga que foram comparados com os valores observados de Justi,2012. Em seu resultado final não faz parte do propósito indicar qual a melhor equação, mas sim demonstrar qual a equação mais indicada para as condições apresentadas através de suas restrições, respeitando o diâmetro da tubulação, número de Reynolds, regime de escoamento e características do fluido. Possibilitando assim divulgar que em determinadas condições uma equação pode manter ou ter uma maior precisão do que as equações mais utilizadas, sendo portanto melhor recomendada no dimensionamento em projetos de irrigação. Nos resultados obtidos foi possível examinar cada equação e sua relação numérica com o valores reais, a relação foi comprovada aplicando a soma de resíduos. Os resultados examinados e discutidos trouxeram que a equação de Nikuradse para tubos lisos melhor se ajusta aos valores observados, a equação de Nikuradse para tubos rugosos é melhor indicada para fluido de vinhaça com poliacrilamida e a equação de Blasius obteve o melhor resultado entre as equações explicitas

Abstract : Agriculture represents on average 70% of the total water abstraction, thus being considered the activity with the highest consumption of water, (JACOBI; GRANDISOLI, 2017) a fact that is evidenced in the increase in agricultural potential in Brazil in recent years using irrigated areas and multiplying irrigation projects in different regions of the country becoming routine in Brazilian agribusiness (BERNARDO; SOARES; MANTOVANI, 2006). This work has the purpose of bringing together different friction equations, from the simplest, most used and most complex, evaluating through the pressure drop which is closest to the experimental result having vinasse and vinasse with polyacrylamide as fluid, since the Vinasse is directly linked to agriculture and irrigation where irrigated agriculture, especially in areas with water scarcity, plays an important role in productivity growth and agricultural and socioeconomic development (CAVALCANTE, 2020). The methodology uses computational resources to find values of the friction factor, the friction factor calculations used the RStudio software, varying the flow values and diameters it was possible to obtain points and consequently made it possible to prepare tables and graphs of pressure drop that were compared with the observed values of Justi, 2012. In its result, it is not part of the purpose to indicate which is the best equation, but rather to demonstrate which equation is most suitable for the conditions presented through its restrictions, respecting the pipe diameter, Reynolds number, flow regime and fluid characteristics. Thus, making it possible to disclose that under certain conditions an equation can maintain or have a greater precision than the most used equations, being therefore better recommended in the dimensioning in irrigation projects. In the results obtained it was possible to examine each equation and its numerical relationship with the real values, the relationship was proven by applying the sum of residuals. The results examined and discussed showed that the Nikuradse equation for smooth tubes best fits the observed values, the Nikuradse equation for rough tubes is better indicated for vinasse fluid with polyacrylamide and the Blasius equation obtained the best result among the explicit equations