d21

1. Perdida de carga-Darcy
Continua y locales

2. I
• Ardiles Vásquez, Edson
• De la cruz leal, Jaime Antonio
• Milla Oropeza, Alexander David
• Villarroel Cieza, Marlon Enrique

3. Es la disminución de la carga total, expresada
en unidades de altura, debida a la disminución
de energía en un fluido dado entre dos puntos
ya sea debido a rozamiento, forma,
obstrucción, expansión o cualquier otra causa.
Perdida de cargas

4. El caudal
que circula
Longitud
El
material
A mayor longitud mayor pérdida de carga.
Factores que influyen en la pérdida de carga en tuberías
A mayor caudal mayor pérdida de carga
Cuando más rugoso es el material mayor es la
pérdida de carga.

5. 01
PÉRDIDAS DE CARGAS POR FRICCIÓN
Hay varias ecuaciones, teóricas y empíricas, que nos permiten estimar las
Pérdidas por Fricción asociadas con el flujo a través de determinada sección
de una conducción.
02
PERDIDA DE CARGAS CONTINUAS
Las pérdidas de carga continuas son proporcionales a la longitud, se
deben a la fricción y se calculan por medio de la fórmula de Darcy.
03
PERDIDA DE CARGAS LOCALES
Las pérdidas de carga locales o singulares ocurren en determinados
puntos de la tubería y se deben a la presencia de algo especial que
se denomina genéricamente singularidad: un codo, una válvula, un
estrechamiento, etc.
Tipos de Perdida de carga

6. Entrada o embocadura
Corresponde genéricamente al caso de una tubería que sale de un estanque
A la entrada se produce una pérdida de carga ℎ𝑙𝑜𝑐 originada por la contracción de la vena líquida.
ℎ𝑙𝑜𝑐 = 𝐾
𝑉2
2𝑔

7. Add
title
Ensanchamiento del conducto
En ciertas conducciones es necesario cambiar la sección de la tubería y pasar a un diámetro mayor.
Este ensanchamiento puede ser brusco.
ℎ𝑙𝑜𝑐 =
𝑉1 − 𝑉2
2
2𝑔
ℎ𝑙𝑜𝑐 = 1 −
𝐴1
𝐴2
2
𝑉1
2
2𝑔
=
𝐴2
𝐴1
− 1
2
𝑉2
2
2𝑔

8. Contracción del conducto
La contracción puede ser también brusca o gradual. En general la contracción brusca
produce una pérdida de carga menor que el ensanchamiento brusco.
ℎ𝑙𝑜𝑐 = 𝐾
𝑉2
2
2𝑔
𝐾 =
1
2
1 −
𝐷2
𝐷1
2

9. Cambio de dirección
Add
title
Un cambio de dirección significa una alteración en la distribución de velocidades. Se producen zonas
de separación del escurrimiento y de sobrepresión en el lado exterior
ℎ𝑙𝑜𝑐 = 𝐾
𝑉2
2𝑔

10. Válvulas y boquillas
Una válvula produce una pérdida de carga que depende del tipo de válvula y del grado de abertura.
ℎ𝑙𝑜𝑐 = 𝐾
𝑉2
2𝑔
En una boquilla la pérdida de carga es:
ℎ𝑙𝑜𝑐 =
1
𝐶𝑣
2 − 1
𝑉
𝑠
2
2𝑔

11. Formula Darcy

12. Formula Darcy
Henry Darcy en 1856, formuló la ley fundamental que describe el
movimiento del agua de la zona saturada a través del suelo. Las
experiencias que realizó Darcy son del tipo de la mostrada en la
figura (4) con un suelo arenoso, cuando diseñaba los filtros de
arena para el agua potable de la ciudad de Dijon. Darcy llego a la
conclusión de que la cantidad de agua que fluye a través de un
medio poroso (muestra de arena) por unidad detiempo, en otras
palabras el caudal o la descarga, es proporcional a la sección
transversalA, a la diferencia entre cargas de fluido ∆∅ en las
superficies de entrada y de salida de lamuestra, es decir la
perdida de carga ∆∅ = ∅1 − ∅2 , e inversamente proporcional a la
longitud de la muestra de arena o trayectoria del flujo. Esta
proporcionalidad es expresadamatemáticamente como sigue:

13. Formula Darcy
Dónde:
• Q= volumen de agua que atraviesa la muestra por unidad de tiempo
• A= Área de la sección transversal
• L= Longitud de la muestra
• ∅1𝑦 ∅2= Potenciales en los puntos 1 y 2 respectivamente
• ∆∅= Pérdida de carga
• K= Constante de proporcionalidad llamada conductividad hidráulica que depende de la
naturaleza de la arena y del fluido (agua).

14. Formula Darcy
La cantidad 𝑞 =
𝑄
representa la descarga o cantidad de flujo por unidad de
𝐴
sección transversal o descarga especifica.
De la ecuación de la continuidad: 𝑣 =
𝑄
se llama velocidad aparente
𝐴
𝑄 = 𝐾𝐴
∅1−∅2
→ 𝑣 =
𝑄
= 𝐾
∅1−∅2
𝐿 𝐴 𝐿
𝑣 = 𝐾
∅1−∅2
𝐿
Experiencia de Darcy, en el
flujo de agua a través de una
columna de arena

15. FORMULA DE DARCY-WEISBACH

16. Fórmula de Darcy-Weisbach
Cuando un fluido circula por una tubería o conducto de sección circular, experimenta una
pérdida de energía, por rozamiento, que se traduce en perdida de presiónque viene dada por la
ecuación de Darcy-Weisbach:
Dónde:
∆𝑃= es la perdida de presión total.
𝑓 = un parámetro adimensional conocido como factor de rozamiento.
L = la longitud de la tubería (m).
D = el diámetro interior (m).
V = la velocidad media (m/s).
g = constante de la aceleración de la gravedad (m/s2).

17. Recomendaciones
Es importante tener en cuenta el nivel de pérdida de energía, al mismo tiempo
de acuerdo con la fricción y los accesorios al diseñar el sistema de conducción o
la distribución de líquidos, porque en función de estos valores, se calculará
presión en el punto interesado.
Se recomienda el uso del programa está hecho para obtener pérdidas Cargando
sistemas de red hidráulicos, los usuarios deben tener al menos con datos con:
Temperatura, diámetro de los accesorios de tubería y/o, guardar la calidad y la
longitud del tubo calculado por metros.
Es esencial usar esta ecuación para poder evaluar cada uno de los factores que
inciden en la pérdida de energía en una tubería.
Sin duda, la fórmula más exacta para cálculos hidráulicos es la de Darcy-
Weisbach y es la más adecuada para instalaciones de fluido térmico por eso la
recomendamos estudiarla.

18. A través de la ecuación de Darcy- Weisbach, se obtiene el valor del coeficiente de fricción, el cual
disminuye con el aumento de la velocidad producida al interior de la tubería. Por otro lado, se
determina el número de Reynolds indicado en las tablas mencionadas anteriormente, el cual
aumenta a medida que aumenta la velocidad al interior de la tubería. En sistemas de tuberías se
trabaja generalmente con un flujo turbulento debido a que la fricción entre las láminas de fluido en
un régimen laminar produce altas pérdidas por viscosidad.
En la tubería con codos puede apreciarse que, al aumentar el número de Reynolds, que
representa turbulencia, disminuye levemente el coeficiente de fricción, pero la pérdida
de carga aumenta, por lo tanto, a mayor caudal y turbulencia aumenta la pérdida de
energía.
Conclusiones
3
2
1
4
Concluimos que, en dinámica de fluidos, la ecuación de Darcy-Weisbach es
una ecuación empírica que relaciona la pérdida de carga hidráulica debido a
la fricción a lo largo de una tubería dada con la velocidad media del flujo del
fluido.
Terminada esta experiencia y una vez analizado los resultados podemos concluir que este tema es muy
interesante y nos enseñó mucho sobre las pérdidas de cargas en tuberías, y aprendimos a aplicar la
ecuación Darcy.

19. Ejemplo aplicativo 1:
Ejemplos aplicativos

20. Ejemplos aplicativos

21. Ejemplos aplicativos

22. Ejemplo aplicativo 2:
Ejemplos aplicativos

23. Ejemplos aplicativos

24. Ejemplos aplicativos

25. Ejemplos aplicativos

26. Ejemplos aplicativos

27. Ejemplos aplicativos

28. Ejemplos aplicativos

29. Ejemplos aplicativos

30. Ejemplos aplicativos
1. Calcular las pérdidas de carga en una tubería de
fibrocemento de 400 m, de diámetro nominal 150mm (FC
150), por la que circula un caudal de 1 m3/h de agua a 20
ºC.
UNIVERSIDAD POLITECNICA DE CARTAGENA
ESCUELA TECNICA SUPERIOR DE INGENIERIA AGRONOMICA
Departamento de Ingeniería de Alimentos y del Equipamiento Agrícola
Edificio Minas, Pº Alfonso XIII, 48 • 30203 Cartagena (SPAIN)
Tel. 968-325732 – Fax. 968-325732
TEMA 6. PÉRDIDAS DE CARGA
EN TUBERÍAS A PRESIÓN
PROBLEMASRESUELTOS
Determinamos el número de Reynolds para comprobar en que régimen de
flujo trabajamos.
Re =
VD

Como sabemos, el caudal Q = V · S, donde V es la velocidad y S la
sección de la tubería. Cambiamos las unidades del caudal
m3
1h
1
h 3600s
= 0,00027m3
/s
Por tanto,

Como sabemos, el caudal Q = V · S, donde V es la velocidad y S la
sección de la tubería. Cambiamos las unidades del caudal
m3
1h
1
h 3600s
= 0,00027m3
/s
Por tanto,
V =
4·0,00027
=
4·0,00027
= 0,0157ms−1
·D2
·0,152
El número Re será
Re =
0,0157·0,15
= 2359
0,000001 Como es menor de 4000, es un régimen
laminar.
En este régimen, la ecuación de pérdida de carga es
hr = f 
L
D 
V 2
2g
Ejemplos aplicativos