FACTOR DE FRICCIÓN

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FACTOR DE FRICCIÓN 
Hay dos factores de fricción comunes en uso, los factores de fricción de Darcy y 
Fanning. 
 
EL FACTOR DE FRICCIÓN DE FANNING 
El factor de fricción de Fanning, que lleva el nombre de John Thomas Fanning, es un 
número adimensional, es una cuarta parte del factor de fricción de Darcy, por lo que se 
debe prestar atención a tener en cuenta cuál de estos se usa como factor de fricción. Esta 
es la única diferencia entre estos dos factores. En todos los demás aspectos son idénticos 
y, aplicando el factor de conversión de 4, los factores de fricción pueden usarse 
indistintamente. 
fD = 4.fF 
 
 
FACTOR DE FRICCIÓN DE DARCY 
El factor de fricción de Darcy es una cantidad adimensional que se utiliza en la ecuación 
de Darcy-Weisbach, para la descripción de pérdidas por fricción en tuberías o conductos, 
así como para el flujo de canal abierto. También se denomina factor de fricción de Darcy-
Weisbach, coeficiente de resistencia o simplemente factor de fricción. 
 
 
ECUACIÓN DE DARCY-WEISBACH 
En dinámica de fluidos, la ecuación de Darcy-Weisbach es una ecuación fenomenológica 
que relaciona la mayor pérdida de carga, o pérdida de presión, debida a la fricción del 
fluido a lo largo de una determinada longitud de tubería con la velocidad promedio. Esta 
ecuación es válida para un flujo monofásico completamente desarrollado, estable e 
incompresible. 
La ecuación de Darcy-Weisbach se puede escribir de dos formas (forma de pérdida de 
presión o forma de pérdida de carga). En el formulario de pérdida de carga se puede 
escribir como: 
 
dónde: 
 
Δh = la pérdida de carga debido a la fricción (m) 
fD = el factor de fricción de Darcy (sin unidades) 
L = la longitud de la tubería (m) 
D = el diámetro hidráulico de la tubería D (m) 
g = la constante gravitacional (m/s2) 
V = la velocidad media del flujo V (m/s) 
 
La evaluación de la ecuación de Darcy-Weisbach proporciona información sobre los 
factores que afectan la pérdida de carga en una tubería. 
Con la excepción del factor de fricción de Darcy, cada uno de estos términos (la velocidad 
del flujo, el diámetro hidráulico, la longitud de una tubería) se pueden medir fácilmente. 
El factor de fricción de Darcy tiene en cuenta las propiedades del fluido de densidad y 
viscosidad, junto con la rugosidad de la tubería. Este factor puede evaluarse mediante el 
uso de varias relaciones empíricas, o puede leerse de gráficos publicados (por ejemplo, 
gráfico de Moody). 
Se ha determinado que el factor de fricción depende del número de Reynolds para el flujo 
y el grado de rugosidad de la superficie interna de la tubería (especialmente para flujo 
turbulento). El factor de fricción del flujo laminar es independiente de la rugosidad de la 
superficie interna de la tubería. La sección transversal de la tubería también es importante, 
ya que las desviaciones de la sección transversal circular provocarán flujos secundarios 
que aumentan la pérdida de carga. Las tuberías y conductos no circulares generalmente 
se tratan utilizando el diámetro hidráulico. 
 
 
RUGOSIDAD RELATIVA 
La cantidad utilizada para medir la rugosidad de la superficie interior de la tubería se 
llama rugosidad relativa y es igual a la altura promedio de las irregularidades de la 
superficie (ε) dividida por el diámetro de la tubería (D). 
 
donde tanto las irregularidades de la superficie de altura promedio como el diámetro de 
la tubería están en milímetros. 
Si conocemos la rugosidad relativa de la superficie interna de la tubería, entonces 
podemos obtener el valor del factor de fricción del gráfico de Moody. 
 
 
EL GRÁFICO DE MOODY 
El gráfico de Moody (también conocido como diagrama de Moody) es un gráfico en 
forma adimensional que relaciona el factor de fricción de Darcy, el número de Reynolds 
y la rugosidad relativa para un flujo completamente desarrollado en una tubería circular. 
 
 
Resumen: 
La pérdida de carga del sistema hidráulico se divide en dos categorías principales: 
Pérdida de carga mayor: debido a la fricción en tuberías rectas 
Pérdida de carga menor: debido a componentes como válvulas, curvas... 
La ecuación de Darcy se puede utilizar para calcular pérdidas importantes. 
El factor de fricción para el flujo de fluido se puede determinar usando un gráfico de 
Moody. 
El factor de fricción para el flujo laminar es independiente de la rugosidad de la superficie 
interior de la tubería. f = 64/Re 
El factor de fricción para el flujo turbulento depende en gran medida de la rugosidad 
relativa. Está determinada por la ecuación de Colebrook. Cabe señalar que, en números 
de Reynolds muy grandes el factor de fricción es independiente del número de Reynolds. 
 
 
 
FACTOR DE FRICCIÓN DARCY PARA VARIOS REGÍMENES DE FLUJO 
La clasificación más común de regímenes de flujo es según el número de Reynolds. El 
número de Reynolds es un número adimensional compuesto por las características físicas 
del flujo y determina si el flujo es laminar o turbulento. Un número de Reynolds creciente 
indica una turbulencia de flujo creciente. Como puede verse en el gráfico de Moody, 
también el factor de fricción de Darcy depende en gran medida del régimen de flujo (es 
decir, del número de Reynolds). 
 
FACTOR DE FRICCIÓN DARCY PARA FLUJO LAMINAR 
A efectos prácticos, si el número de Reynolds es inferior a 2000, el flujo es laminar. El 
número de Reynolds de transición aceptado para el flujo en una tubería circular es Red, crit 
= 2300. Para el flujo laminar, la pérdida de carga es proporcional a la velocidad en lugar 
de la velocidad al cuadrado, por lo que el factor de fricción es inversamente proporcional 
a la velocidad. 
El factor de fricción de Darcy para flujos laminares (lentos) es una consecuencia de la ley 
de Poiseuille que y viene dado por las siguientes ecuaciones: 
 
 
 
FACTOR DE FRICCIÓN DARCY PARA FLUJO DE TRANSICIÓN 
En números de Reynolds entre 2000 y 4000, el flujo es inestable como resultado de la 
aparición de turbulencias. En ocasiones, estos flujos se denominan flujos de transición. 
El factor de fricción de Darcy contiene grandes incertidumbres en este régimen de flujo 
y no se comprende bien. 
 
 
FACTOR DE FRICCIÓN DARCY PARA FLUJO TURBULENTO 
Si el número de Reynolds es mayor que 3500, el flujo es turbulento. En este régimen de 
flujo, la resistencia al flujo sigue la ecuación de Darcy-Weisbach: es proporcional al 
cuadrado de la velocidad media del flujo. El factor de fricción de Darcy depende en gran 
medida de la rugosidad relativa de la superficie interior de la tubería. 
El método más común para determinar un factor de fricción para flujo turbulento es usar 
la tabla de Moody. El gráfico de Moody (también conocido como diagrama de Moody) 
es un gráfico logarítmico de la correlación de Colebrook que relaciona el factor de 
fricción de Darcy, el número de Reynolds y la rugosidad relativa para un flujo 
completamente desarrollado en una tubería circular. La ecuación de Colebrook-White: 
 
 
 
que también se conoce como la ecuación de Colebrook , expresa el factor de fricción de 
Darcy f en función de la rugosidad relativa de la tubería ε/Dh y el número de Reynolds. 
En 1939, Colebrook encontró una correlación implícita para el factor de fricción en 
tuberías redondas ajustando los datos de estudios experimentales de flujo turbulento en 
tuberías lisas y rugosas. 
Para tuberías hidráulicamente lisas y flujo turbulento (Re <105), el factor de fricción 
puede aproximarse mediante la fórmula de Blasius: 
 
f = (100.Re)-¼ 
 
Cabe señalar que, en números de Reynolds muy grandes, el factor de fricción es 
independiente del número de Reynolds. Esto se debe a que el espesor de la subcapa 
laminar (subcapa viscosa) disminuye al aumentar el número de Reynolds. Para números 
de Reynolds muy grandes, el grosor de la subcapa laminar es comparable a la rugosidad 
de la superficie e influye directamente en elflujo. La subcapa laminar se vuelve tan 
delgada que la rugosidad de la superficie sobresale en el flujo. Las pérdidas por fricción 
en este caso se producen en el flujo principal principalmente por los elementos de 
rugosidad que sobresalen, y la contribución de la subcapa laminar es despreciable. 
 
 
 
 
DIÁMETRO HIDRÁULICO 
 
El diámetro hidráulico, Dh, es un término comúnmente utilizado cuando se maneja el flujo 
en tubos y canales no circulares. El diámetro hidráulico transforma los conductos no 
circulares en tuberías de diámetro equivalente. Usando este término, se pueden calcular 
muchas cosas de la misma manera que para un tubo redondo. En esta ecuación, A es el 
área de la sección transversal y P es el perímetro mojado de la sección transversal. 
 
 
 
 
 
 
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https://www.nuclear-power.net/nuclear-engineering/fluid-dynamics/major-head-loss-
friction-loss/darcy-friction-factor-2/ 
 
 
 
https://www.nuclear-power.net/nuclear-engineering/fluid-dynamics/major-head-loss-friction-loss/darcy-friction-factor-2/
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