Ecuación de Darcy-Weisbach

En dinámica de fluidos, la ecuación de Darcy-Weisbach es una ecuación empírica que relaciona la pérdida de carga hidráulica (o pérdida de presión) debido a la fricción a lo largo de una tubería dada con la velocidad media del flujo del fluido.La ecuación obtiene su nombre en honor al francés Henry Darcy y al alemán Julius Weisbach (ingenieros que proporcionaron las mayores aportaciones en el desarrollo de tal ecuación).Contiene un factor adimensional, conocido como el factor de fricción de Darcy o de Darcy-Weisbach, el cual es cuatro veces el factor de fricción de Fanning (en honor al ingeniero estadounidense John Fanning), con el cual no puede ser confundido.Permite el cálculo de la pérdida de carga debida a la fricción dentro una tubería llena.La ecuación fue inicialmente una variante de la ecuación de Prony, desarrollada por el francés Henry Darcy.En 1845 fue refinada por Julius Weisbach, de Sajonia.Esta fórmula permite la evaluación apropiada del efecto de cada uno de los factores que inciden en la pérdida de energía en una tubería.Es una de las pocas expresiones que agrupan estos factores.La ventaja de ésta fórmula es que puede aplicarse a todos los tipos de flujo hidráulico (laminar, transicional y turbulento), debiendo el coeficiente de fricción tomar los valores adecuados, según corresponda.La forma general de la ecuación de Darcy-Weisbach es: Ecuaciones empíricas, principalmente la ecuación de Hazen-Williams, son ecuaciones que, en la mayoría de los casos, eran significativamente más fáciles de calcular.No obstante, desde la llegada de las calculadoras la facilidad de cálculo no es mayor problema, por lo que la ecuación de Darcy-Weisbach es la preferida.Previo al desarrollo de la computación otras aproximaciones como la ecuación empírica de Prony eran preferibles debido a la naturaleza implícita del factor de rozamiento.La fórmula de Darcy–Weisbach puede ser escrita, en función del caudalo simplificando por el valor estándar depara el sistema internacional de unidades siendo: La pérdida de carga hidráulica o de energía en una conducción forzada o tubería es igual a: La fórmula estándar de la pérdida de carga hidráulica o de energía en una conducción forzada debe ser reescrita en la forma resumida: (1)siendo: La expresión estándar presentada aquí, es una forma general de agrupar a casi todas las fórmulas existentes para el cálculo de la pérdida de carga en una conducción cerrada.El teorema de Oros establece una relación de afinidad entre sistemas eléctricos simples (circuitos de resistores en serie y paralelo, sistemas mixtos serie-paralelo y/o paralelo-serie) con los sistemas de tuberías en serie y paralelo, sistemas mixtos de tuberías serie-paralelo y/o paralelo-serie.Para comprender el concepto de Rugosidad Hidráulica, se deben considerar las siguientes observaciones: La “rugosidad hidráulica”, en su nueva concepción debe ser igual a:es adimensional y varía de acuerdo a los parámetros de la tubería (rugosidad y diámetro) y del tipo de flujo (número de Reynolds).se relaciona con el número de Reynolds (< 4000, se considera que el fluido presenta régimen de flujo transicional.son inciertos, ya que el flujo se comporta de manera dual, laminar y turbulentamente, mostrando gran inestabilidad.> 4000, en el régimen de flujo turbulento, muchos investigadores se han esforzado en calculartanto a partir de resultados de experimentos propios como de resultados obtenidos por otros investigadores.