Factor de fricción de Darcy

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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 < 2000) el factor de fricción se calcula como:

.

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 > 3000) el factor de fricción se calcula en función del tipo de régimen.

Régimen turbulento liso[editar]

Para régimen turbulento liso, se utiliza la 1ª ecuación de Karmann-Prandtl:

.

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 2ª ecuación de Karmann-Prandtl:

.

En régimen turbulento rugoso, el factor de fricción depende solamente de la rugosidad relativa.

Otra ecuación que se puede emplear en régimen turbulento rugoso, es la de Swamee y Jain.

.

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:

.

Tabla resumen[editar]

Régimen Coeficiente de fricción Dependencia
Laminar
Turbulento liso
Turbulento intermedio
Turbulento rugoso

Véase también[editar]

Referencias[editar]