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:

 .

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

Referencias editar