Ecuacin Darcy: Endinmica de fluidos, laecuacin de Darcy-Weisbaches una ecuacinempricaque relaciona la prdida decarga hidrulica(o prdida de presin) debido a la friccin a lo largo de una tubera dada con la velocidad media del flujo del fluido.Frmula general: La forma general de la ecuacin de Darcy-Weisbach es:

Siendo:hf= prdida de carga debida a la friccin. (m)f = factor de friccin de Darcy. (Adimensional)L= longitud de la tubera. (m)D= dimetro de la tubera. (m)V= velocidad media del fluido. (m/s)g= aceleracin de la gravedad 9,80665 m/s.2

Frmula en funcin del caudal. La frmula de DarcyWeisbach puede ser escrita, en funcin del caudal, como:

La frmula de DarcyWeisbach puede ser re-escrita en el formato estndar de prdida de carga como:

Ecuacin Colebrook White: Frmula usada en hidrulica para el clculo del factor de friccin de Darcytambin conocido como coeficiente de rozamiento. Se trata del mismo factorque aparece en la ecuacin de Darcy-Weisbach.La expresin de la frmula de Colebrook-White (1937, 1939)12es la siguiente:

Dondees elnmero de Reynolds,la rugosidad relativa yel factor de friccin.El campo de aplicacin de esta frmula se encuentra en la zona de transicin de flujo laminar a flujo turbulento y flujo turbulento. Para la obtencin dees necesario el uso de mtodos iterativos. Otra forma ms sencilla y directa de obtener el valor dees hacer uso deldiagrama de Moody.Eldiagrama de Moody:Es la representacin grfica en escala doblemente logartmica del factor de friccin en funcin delnmero de Reynoldsy la rugosidad relativa de una tubera, diagrama hecho porLewis Ferry Moody.En laecuacin de Darcy-Weisbachaparece el trminoque representa el factor de friccin de Darcy, conocido tambin como coeficiente de friccin. El clculo de este coeficiente no es inmediato y no existe una nica frmula para calcularlo en todas las situaciones posibles.Se pueden distinguir dos situaciones diferentes, el caso en que el flujo sea laminar y el caso en que el flujo sea turbulento. En el caso deflujo laminarse usa una de las expresiones de laecuacin de Poiseuille; en el caso deflujo turbulentose puede usar laecuacin de Colebrook-Whiteadems de algunas otras cmoecuacin de Barr, ecuacin de Miller,ecuacin de Haaland.

Lafrmula de Hazen-Williams: Tambin denominadaecuacin de Hazen-Williams, se utiliza particularmente para determinar la velocidad delaguaentuberascirculares llenas,o conductos cerrados es decir, que trabajan apresin.Su formulacin en funcin delradio hidrulicoes:

En funcin del dimetro:

Dnde:Rh = Radio hidrulico = rea de flujo / Permetro hmedo = Di / 4V = Velocidad media del agua en el tubo en [m/s].Q = Caudal flujo volumtrico en [m/s].C = Coeficiente que depende de larugosidaddeltubo.90 para tubos deacerosoldado.100 para tubos dehierro fundido.140 para tubos dePVC.128 para tubos defibrocemento.150 para tubos depolietileno de alta densidad.Di = Dimetro interior en [m]. (Nota: Di/4 = Radio hidrulico de una tubera trabajando a seccin llena)S = [[Pendiente - Prdida de carga por unidad de longitud del conducto] [m/m].

PERDIDA DE CARGA EN ACCESORIOS:Se propusieron diversas frmulas para el clculo de diversas prdidas de carga por frotamiento, cuando los fluidos circulan en curvas, accesorios, etc. Pero el mtodo ms sencillo es considerar cada accesorio o vlvula como equivalente a una longitud determinada de tubo recto. Esto permite reducirlas prdidas en los tubos, las vlvulas o accesorios aun denominador comn: la longitud equivalente del tubo de igual rugosidad relativa.Para los accesorios soldados se encuentran anlogas equivalencias de longitud de tubo, pero para las vlvulas contracciones y expansiones se aplican las mismas longitudes equivalentes (Diagrama de Crane). Los codos soldados son de radios cortos o largos y sus equivalencias en tubo vienen expresadas en dimetros de tubo del siguiente modo:CODO SOLDADOLONG. EQUIVAL. EN DIMETRO DE TUBO

Radio Largo a 455,6

Radios Corto a 458,0

Radio Largo a 909,0

Radio Corto a 9012,5

Radio Largo a 18012,21

Radio Corto a 18016,9

Lafrmula de Manning: es una evolucin de lafrmula de Chzypara el clculo de la velocidad delaguaencanales abiertosy tuberas, propuesta por el ingeniero irlandsRobert Manning, en 1889:

Siendo S la pendiente en tanto por 1 del canal.Para algunos, es una expresin del denominadocoeficiente de Chzyutilizado en lafrmula de Chzy,La expresin ms simple de la frmula de Manning se refiere alcoeficiente de Chzy:

De donde, por substitucin en lafrmula de Chzy , , se deduce su forma mas habitual:,o,Siendo:= coeficiente de rugosidad que se aplica en lafrmula de Chzy:=radio hidrulico, en m, funcin del tirante hidrulicohes un parmetro que depende de larugosidadde la pared= velocidad media del agua en m/s, que es funcin del tirante hidrulicoh= la pendiente de lalnea de aguaen m/m= rea de la seccin del flujo de agua= Caudal del agua en m3/s

Elnmero de Froude (Fr):es unnmero adimensionalque relaciona el efecto de las fuerzas de inercia y la fuerzas de gravedad que actan sobre un fluido. Debe su nombre al ingeniero hidrodinmico y arquitecto naval inglsWilliam Froude(1810 - 1879). De esta forma el nmero de Froude se puede escribir como:

Entonces la relacin entre las fuerzas de inercia y de gravedad se puede escribir as:

Entonces se define el nmero de Froude: - masa volumtrica odensidad[kg/m] - parmetro de longitud [m] - parmetro temporal [s] - parmetro develocidad[m/s] - aceleracin de lagravedad[m/s]Elradio hidrulico, es un parmetro importante en el dimensionado decanales,tubosy otros componentes de lasobras hidrulicas, generalmente es representado por la letra R, y expresado enmes la relacin entre: Elrea mojada(A, en m). Elpermetro mojado(P, en m).Es decir:

Clculo segn la seccin del canal: Las expresiones que permiten su clculo son funcin de la forma geomtrica de laseccin transversaldel canal.En la siguiente tabla se resumen las secciones ms utilizadas con las unidades del sistema internacional.