COMPARATIVO DAS EQUAÇÕES PARA OBTENÇÃO DO FATOR DE ATRITO DA EQUAÇÃO DE DARCY-WEISBACH NO ESCOAMENTO DE VINHAÇA COM E SEM POLIACRILAMIDA

Comparative Analysis of Equations for Determining the Friction Factor of the Darcy–Weisbach Equation in the Flow of Vinasse with and without Polyacrylamide

Resumo

A agricultura é responsável por aproximadamente 70% da retirada total de água, sendo a atividade com maior consumo hídrico no Brasil, especialmente com a expansão da irrigação em diversas regiões do país. Este estudo compila diferentes equações de atrito, das mais simples às mais complexas, avaliando a perda de carga para determinar qual delas melhor se ajusta aos resultados experimentais, utilizando vinhaça e vinhaça com poliacrilamida como fluidos. A metodologia empregou cálculos computacionais no RStudio, variando a vazão e o diâmetro para gerar tabelas e gráficos comparados aos dados de Justi (2012). O objetivo não é indicar a melhor equação, mas sim mostrar qual é a mais adequada, de acordo com restrições como o diâmetro da tubulação, o número de Reynolds, o regime de escoamento e as propriedades do fluido. Os resultados mostraram que a equação de Nikuradse para tubos lisos apresenta o melhor ajuste para a vinhaça; a equação de Nikuradse para tubos rugosos é recomendada para vinhaça com poliacrilamida; e a equação de Blasius apresentou o melhor desempenho entre as equações explícitas.

Agriculture accounts for approximately 70% of total water withdrawal, making it the activity with the highest water consumption in Brazil, particularly due to the expansion of irrigation across various regions of the country (JACOBI; GRANDISOLI, 2017; BERNARDO; SOARES; MANTOVANI, 2006). This study compiles various friction equations, ranging from the simplest to the most complex. It evaluates head loss to determine which best matches experimental results, using vinasse and vinasse with polyacrylamide as the fluids. The methodology employed computational calculations in RStudio, varying flow rate and diameter to generate tables and graphs compared with data from Justi (2012). The aim is not to identify the best equation but to determine which is most suitable given constraints such as pipe diameter, Reynolds number, flow regime, and fluid properties. Results showed that Nikuradse’s equation for smooth pipes best fits vinasse, Nikuradse’s equation for rough pipes is recommended for vinasse with polyacrylamide, and Blasius’ equation performed best among the explicit equations.