Ecuación de Swamee-Jain
El factor de fricción o coeficiente de resistencia (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. Está claramente basada en la ecuación de Colebrook-White, pero evita las iteraciones al no definir el coeficiente de fricción de Darcy en función de sí mismo.
Esta ecuación fue desarrollada en 1976, por los investigadores Prabhata K. Swamee y Akalank K. Jain. En ella se tienen en cuenta la rugosidad del material, "k" o "epsilon"; el diámetro interno de la tubería, "D"; y el número de Reynolds del flujo, Re. El cociente k/D se conoce también como "Rugosidad relativa", del material. El cálculo realizado es directo, sin iteraciones, solamente se reemplazan los valores del número de Reynolds y de la Rugosidad relativa y se calcula el coeficiente de fricción. Se puede catalogar como una ecuación explícita para el cálculo del factor de fricción.
Si el número de Reynolds es muy grande, en flujo completamente turbulento, se puede simplificar el segundo fraccionario del paréntesis en el denominador, quedando la expresión:
que sirve para calcular el coeficiente de fricción en flujo completamente turbulento, o "fT", que se emplea para el cálculo del coeficiente de resistencia, "K", de válvulas, codos y tées. El valor del Reynolds para determinar si ya es flujo completamente turbulento, varía según la rugosidad relativa. Esto se puede ver en el "Diagrama de Moody", como una línea diagonal a trazos, a partir de la cual los "coeficientes de fricción" no cambian a pesar de que siga aumentando el Reynolds.
Se puede decir, sin temor a exagerar, que el "fT" es el límite del "f" cuando el Reynolds tiende a infinito.
Referencias
Frank White. Mecánica de Fluidos. 2008. 6ª edición. McGraw-Hill ISBN 978-84-481-6603-8
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