Rugosidad Relativa
La cantidad utilizada para medir la rugosidad de la superficie interna 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 la altura promedio de las irregularidades de la superficie 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 de la Tabla Moody .
El gráfico de Moody (también conocido como diagrama de Moody) es un gráfico en forma no dimensional 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 importante : debido a la fricción en tuberías rectas
- Pérdida de carga menor : debido a componentes como válvulas, curvas …
- La ecuación de Darcy se puede usar para calcular pérdidas importantes .
- El factor de fricción para el flujo de fluido se puede determinar usando un gráfico Moody .
- El factor de fricción para el flujo laminar es independiente de la rugosidad de la superficie interna de la tubería. f = 64 / Re
- El factor de fricción para el flujo turbulento depende en gran medida de la rugosidad relativa . Está determinado por la ecuación de Colebrook. Debe notarse que, en números de Reynolds muy grandes , el factor de fricción es independiente del número de Reynolds.
¿Por qué la pérdida de cabeza es tan importante?
Como se puede ver en la imagen, la pérdida de carga es una característica clave de cualquier sistema hidráulico. En los sistemas, en los que se debe mantener cierto caudal (por ejemplo, para proporcionar suficiente enfriamiento o transferencia de calor desde el núcleo del reactor ), el equilibrio de la pérdida de carga y la carga añadida por una bomba determina la velocidad de flujo a través del sistema.
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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