Factor de fricción de Darcy
El factor de fricción o coeficiente de resistencia de Darcy-Weisbach (f) es un parámetro adimensional que se utiliza en dinámica de fluidos para calcular la pérdida de carga en una tubería debido a la fricción.
El cálculo del factor de fricción y la influencia de dos parámetros (número de Reynolds, Re y rugosidad relativa, εr) depende del régimen de flujo.
Régimen laminar
[editar]Para régimen laminar (Re < 2300), donde Re es el número de Reynolds, el factor de fricción se calcula como:
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En régimen laminar, el factor de fricción es independiente de la rugosidad relativa y depende únicamente del número de Reynolds.
Régimen turbulento
[editar]Para régimen turbulento (Re > 4000) el factor de fricción se calcula en función del tipo de régimen.
Régimen turbulento liso
[editar]Para régimen turbulento liso, se utiliza la 1.ª ecuación de Karmann-Prandtl:
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En régimen turbulento liso, el factor de fricción es independiente de la rugosidad relativa y depende únicamente del número de Reynolds.
Régimen turbulento intermedio
[editar]Para régimen turbulento intermedio se utiliza la ecuación de Colebrook simplificada:
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En régimen turbulento intermedio, el factor de fricción depende de la rugosidad relativa y del número de Reynolds.
Régimen turbulento rugoso
[editar]Para régimen turbulento rugoso se utiliza la 2.ª ecuación de Karmann-Prandtl:
En régimen turbulento rugoso, el factor de fricción depende solamente de la rugosidad y el diámetro interno de la tubería.
Otra ecuación que se puede emplear en régimen turbulento rugoso, es la de Swamee y Jain.
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Alternativamente a lo anterior, el coeficiente de fricción puede determinarse de forma gráfica mediante el diagrama de Moody. Bien entrando con el número de Reynolds (régimen laminar) o bien con el número de Reynolds y la rugosidad relativa (régimen turbulento)
Una vez conocido el coeficiente de fricción se puede calcular la pérdida de carga en una tubería debida a la fricción mediante la ecuación de Darcy Weisbach:
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Tabla resumen
[editar]Régimen | Coeficiente de fricción | Dependencia |
---|---|---|
Laminar | ||
Turbulento liso | ||
Turbulento intermedio | ||
Turbulento rugoso |
Véase también
[editar]- Ecuación de Darcy-Weisbach
- Ecuación de Colebrook-White
- Ecuación de Swamee-Jain
- Diagrama de Moody
- Flujo en tubería
Referencias
[editar]- White, Frank (2008). Mecánica de Fluidos (6ª edición). McGraw-Hill. ISBN 978-84-481-6603-8.
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