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Pérdida de carga en tuberías

Calcula la pérdida de carga en tuberías a presión por Hazen-Williams y Darcy-Weisbach: velocidad, número de Reynolds, factor de fricción (Swamee-Jain), pérdidas locales, pérdida total y presión residual.

Presión residual (opcional)

Perfil hidráulico

hf = 3.99 mLínea de energíav = 1.132 m/s · Re = 169,089

Pérdida total (H-W)

3.99 m

Pérdida total (Darcy)

3.84 m

Velocidad

1.132 m/s

Reynolds

169,089 turbulento

hf Hazen-Williams

3.66 m

hf Darcy-Weisbach

3.51 m

Pérdidas locales

0.33 m

Factor de fricción f

0.0161

Procedimiento

  1. 1Área y velocidad: A = πD²/4 = 0.01767 m²; v = Q/A = 1.132 m/s.
  2. 2Reynolds: Re = v·D/ν = 169,089 → régimen turbulento. Factor de fricción f = 0.0161 (Swamee-Jain).
  3. 3Hazen-Williams (C = 150): hf = 10.674·Q^1.852/(C^1.852·D^4.871)·L = 3.66 m (pendiente 7.33 ‰).
  4. 4Darcy-Weisbach: hf = f·(L/D)·v²/2g = 3.51 m.
  5. 5Pérdidas locales: hL = ΣK·v²/2g = 5·0.065 = 0.33 m.
  6. 6Pérdida total (Hazen-Williams + locales): 3.99 m; (Darcy + locales): 3.84 m.

Fórmulas

  • Hazen-Williams: hf = 10.674·Q1.852/(C1.852·D4.871)·L.
  • Darcy-Weisbach: hf = f·(L/D)·v²/2g.
  • Swamee-Jain: f = 0.25/[log₁₀(ε/3.7D + 5.74/Re0.9)]².
  • Pérdidas locales: hL = ΣK·v²/2g.

Preguntas frecuentes

¿Cuál es la fórmula de Hazen-Williams?

La pérdida de carga por fricción es hf = 10.674 · Q^1.852 / (C^1.852 · D^4.871) · L, con Q en m³/s, D y L en m. C es el coeficiente de rugosidad del material (150 para PVC, 130 para acero nuevo, 100 para hierro fundido usado).

¿Cuál es la diferencia entre Hazen-Williams y Darcy-Weisbach?

Hazen-Williams es una fórmula empírica válida para agua a temperatura normal y flujo turbulento. Darcy-Weisbach es más general (cualquier fluido y régimen): hf = f·(L/D)·v²/2g, con f del diagrama de Moody o de la ecuación de Swamee-Jain.

¿Qué velocidad se recomienda en una tubería de agua?

Para agua potable se recomienda entre 0.6 y 3 m/s: por debajo de 0.6 m/s hay riesgo de sedimentación y por encima de 3 m/s (hasta 5 m/s como máximo) hay riesgo de erosión y sobrepresiones por golpe de ariete.

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