Fatores de Atrito no Pacote hf

Introdução

O fator de atrito de Darcy ($f$) é um parâmetro adimensional essencial para o cálculo da perda de carga pela equação de Darcy-Weisbach. No pacote hf, adotamos uma abordagem de injeção funcional, permitindo que o usuário escolha o método de cálculo de $f$ mais adequado ao seu problema.

Métodos Disponíveis

Colebrook-White (calc_friction_cw)

Considerada a equação de referência para escoamento turbulento em tubos rugosos. Por ser implícita, o pacote utiliza o método de uniroot para encontrar a solução exata.

$$\frac{1}{\sqrt{f}} = -2 \log_{10} \left( \frac{\epsilon}{3.7D} + \frac{2.51}{Re\sqrt{f}} \right)$$

Swamee-Jain (calc_friction_sj)

Uma das aproximações explícitas mais precisas para a equação de Colebrook-White. É ideal para processamento de grandes volumes de dados por não exigir iteração numérica.

$$f = \frac{0.25}{\left[ \log_{10} \left( \frac{\epsilon}{3.7D} + \frac{5.74}{Re^{0.9}} \right) \right]^2}$$

Haaland (calc_friction_haaland)

A equação de Haaland é uma excelente alternativa explícita à equação de Colebrook-White. Oferece uma precisão bastante elevada para escoamentos turbulentos sem a necessidade de recorrer a iteração numérica.

$$\frac{1}{\sqrt{f}} = -1.8 \log_{10} \left[ \left( \frac{\epsilon}{3.7D} \right)^{1.11} + \frac{6.9}{Re} \right]$$

Blasius (calc_friction_blasius)

Indicada para tubos perfeitamente lisos (como PVC novo ou vidro) e números de Reynolds até $10^5$.

$$f = \frac{0.3164}{Re^{0.25}}$$