Alternativa Correta: B - I e III

Tema Central: A questão aborda o comportamento do escoamento de fluidos em tubos, diferenciando escoamento laminar e turbulento, e como o fator de atrito e o número de Reynolds influenciam nesses processos. Esses conceitos são essenciais para um Engenheiro de Manutenção Pleno - Mecânica, pois impactam diretamente no projeto e manutenção de sistemas de tubulação.

Resumo Teórico:

• Escoamento Laminar: Ocorre quando o fluido se movimenta em camadas paralelas sem mistura entre elas. O fator de atrito para escoamento laminar é uma função direta do número de Reynolds, que é uma medida da relação entre forças inerciais e viscosas em um fluido.
• Escoamento Turbulento: Caracterizado pela presença de vórtices e movimentos desordenados. O fator de atrito no escoamento turbulento depende tanto do número de Reynolds quanto da rugosidade relativa da superfície interna do tubo.
• Número de Reynolds: É um parâmetro adimensional que define o regime do escoamento. Pode ser facilmente alterado mudando a velocidade do fluido, o diâmetro do tubo ou a viscosidade do fluido.
• Gradiente de Velocidade: No escoamento laminar, o gradiente é mais suave próximo à parede do tubo, enquanto no turbulento ele é mais intenso devido à maior troca de momento entre as camadas do fluido.

Justificativa para a Alternativa Correta:

A afirmação I está correta porque, para escoamento laminar, o fator de atrito realmente depende apenas do número de Reynolds. Referência: Esta relação é bem estabelecida na literatura de mecânica dos fluidos, como apresenta Frank M. White em "Fluid Mechanics".

III está correta pois o número de Reynolds pode ser ajustado variando a velocidade média de escoamento, algo que é frequentemente ajustado em sistemas de controle de fluxo.

Análise das Alternativas Incorretas:

II - Para escoamento turbulento, o fator de atrito não é independente da rugosidade, ao contrário, ele é significativamente influenciado por ela. Portanto, a afirmação é incorreta.

IV - No escoamento turbulento, o gradiente de velocidade na parede do tubo costuma ser mais intenso do que no escoamento laminar devido à presença de vórtices e turbulências. Então, essa afirmação também está incorreta.

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I - Para escoamento laminar, o fator de atrito é função do número de Reynolds, apenas. (OK, diagrama de Moody House -f )
II - Para escoamento turbulento, o fator de atrito é independente da rugosidade. (FALSO, rugosidade influencia o módulo de Re independete do regime)
III - O número de Reynolds pode ser mudado, com facilidade, variando a velocidade média do escoamento. ( OK, Re=V.L/u , velocidade é diretamente proporcional ao módulo de Re, variando o regime tanto laminar como turbulento ou de transição, conforme diagrama Moody House)
IV - O gradiente de velocidade na parede do tubo é muito menor para o escoamento turbulento do que para o escoamento laminar.  (FALSO, contrário. )

Ref: FUNDAMENTOS DA MECÂNICA DOS FLUÍDOS - Munson, Young, Okishi.

ué, o fator de atrito n é função no número de Reynolds e da rugosidade relativa de acordo com o diagrama de Moody, como a I) está certa?