Factor de fricción de Darcy para flujo turbulento
Si el número de Reynolds es mayor que 3500, el flujo es turbulento . La mayoría de los sistemas de fluidos en las instalaciones nucleares operan con flujo 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 interna de la tubería.
El método más común para determinar un factor de fricción para el flujo turbulento es usar el diagrama Moody . El diagrama de Moody (también conocido como el diagrama de Moody) es un diagrama de registro 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 :
Flujo turbulento:
- Re> 4000
- ‘alta velocidad
- El flujo se caracteriza por el movimiento irregular de partículas del fluido.
- El movimiento promedio está en la dirección del flujo
- El perfil de velocidad de flujo para flujo turbulento es bastante plano a través de la sección central de una tubería y cae rápidamente extremadamente cerca de las paredes.
- La velocidad de flujo promedio es aproximadamente igual a la velocidad en el centro de la tubería.
- El análisis matemático es muy difícil.
- El tipo de flujo más común .
Para tuberías hidráulicamente lisas y el flujo turbulento (Re <10 5), el factor de fricción puede aproximarse mediante la fórmula de Blasius:
f = (100.Re) -¼
Debe notarse que, en números de Reynolds muy grandes , el factor de fricción es independiente del número de Reynolds . Esto se debe a que el grosor 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 el flujo. 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 insignificante.
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