Calcular la fricción en tuberías

Aquí dejo una función para el cálculo de fricción en tuberías.Yo la he utilizado durante muchos años, pero como de costumbre, y con la idea de no perderla la comparto aquí. Hasta ahora la utilizaba en el Excel, en los últimos dos años, como me he pasado de manera definitiva al openoffice, la estoy utilizando allí. Pero esto es un dato anecdótico.

Lo único que hay que tener en cuenta es las unidades que se manejan. Todas en el sistema internacional, excepto la rugosidad que va en mm, más que por otra cosa por comodidad, pero bueno, esto se puede modificar.

Fórmula usada en hidráulica para el cálculo del factor de fricción de Darcy también conocido como coeficiente de rozamiento. Se trata del mismo factor que aparece en la ecuación de Darcy-Weisbach.

La expresión de la fórmula de Colebrook-White es la siguiente:

 

 

Donde Re es el número de Reynolds, k/D la rugosidad relativa y el factor de fricción.

El campo de aplicación de esta fórmula se encuentra en la zona de transición de flujo laminar a flujo turbulento y flujo turbulento. Para la obtención de es necesario el uso de métodos iterativos. Otra forma más sencilla y directa de obtener el valor de es hacer uso del diagrama de Moody.

Para el caso particular de tuberías lisas la rugosidad relativa, es decir la relación entre la rugosidad en las paredes de la tubería y el diámetro de la misma, es muy pequeño con lo que el término k/D es muy pequeño y puede despreciarse el primer sumando situado dentro del paréntesis de la ecuación anterior. Quedando en este caso particular la ecuación del siguiente modo:

 

Para números de Reynolds muy grandes el segundo sumando situado dentro del paréntesis de la ecuación de Colebrook-White es despreciable. En este caso la viscosidad no influye en la práctica a la hora de determinar el coeficiente de fricción, este únicamente depende de la rugosidad relativa k/D de la tubería. Esto se manifiesta en el diagrama de Moody en que en la curva para valores elevados de Re se hacen rectas.

Function calc_friccion(Diametro As double, Caudal As double, rugosidad As double, Temperatura As double) As double
    `Diametro -> m
    `caudal -> m3/s
    `rugosidad -> mm
    `temperatura -> ºC
    Dim Pi As double
    Dim f0 As double
    Dim f1 As double
    Dim v As double
    Dim vc As double
    Dim rE As double
    Dim contador As Long
    `inicializaciones
    Pi = 3.14159265359
    contador = 0
    `calculos
    vc = (1.7844 - 0.0551 * Temperatura + 0.001 * Temperatura ^ 2 - 0.000009 * Temperatura ^ 3 + 0.00000003 * Temperatura ^ 4) /       (1000000!)
    v = 4 * Caudal / (Pi * Diametro ^ 2)
    rE = v * Diametro / vc
    f0 = 0.01
    f1 = f0
    Do
        contador = contador + 1
        f0 = f1
        f1 = 1 / (2 * Log10(rugosidad / (3.71 * Diametro * 1000) + 2.51 / (rE * Sqr(f0)))) ^ 2
    Loop While Abs((f1 - f0) / f0) > 0.00001 And contador < 100
    calc_friccion = f0
End Function

4 comentarios en “Calcular la fricción en tuberías

  1. John_boy hace 11 años

    La penúltima línea del código sería:

    calc_friccion=f1

    ¿no?

  2. GrandMaster hace 8 años

    Buenas, necesitaría ayuda con un ejercicio. Mi duda es la siguiente: ¿Como puedo calcular el factor de fricción si no tengo el numero de Reynolds?. En dicho problema me dice que coge el mín y el MÁX de la curva. ¿Como entrarías en el diagrama de Moody si no tenemos el número de Reynolds? Los datos son los siguientes: diámetro 300 mm, hf 6 m.c.a. , 300 m y t = 20 grados cent. Material, acero comercial y fluido tubería agua. El coeficiente de fricción le da 0.015 uno y otro 0.03. Y no sé de donde salen por más que le doy vueltas no lo entiendo. Les agradecería que me ayudarán, muchas gracias.

    1. El atareao hace 8 años

      Se trata de un proceso iterativo, debes suponer un caudal y con el calcular el número de Reynolds, y el factor de fricción. Volver a calcular el caudal y así sucesivamente…

      Saludos

  3. Pingback: Cálculos hidraúlicos con LibreOffice y OpenOffice en agua y otros fluidos

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