CORRELATION GUIDE / VERSION 1
Correlaciones de factor de fricción monofásica del refrigerante
Opciones del sitio, definiciones, rangos y relación entre correlaciones explícitas y la referencia de Colebrook.
El solucionador ofrece 14 opciones de pérdida monofásica; la tabla incluye 15 correlaciones. Wood (1966) no está disponible porque da fricción cero para ε/D=0; otras tres son solo referencias por desconocerse sus rangos.
1. Opciones del solucionador actual
| Opción del solucionador | ID de implementación |
|---|
2. Comparación de correlaciones publicadas
La clasificación sigue la compilación actual y no se ha recalculado aquí en una malla común. No todas las referencias están disponibles en la configuración del solucionador.
| Puesto | Correlación | Resumen de la fórmula | Rango publicado |
|---|
3. Historia, definiciones y base del flujo laminar
Los factores de fricción evolucionaron desde leyes experimentales de pérdida de presión hasta definiciones adimensionales y correlaciones. Hagen–Poiseuille fundamentó el flujo laminar desarrollado; Weisbach y Darcy condujeron a Darcy–Weisbach; Fanning estableció otra convención. Deben distinguirse los factores de Darcy y Fanning.
Δp = f_D (L/D) (ρu²/2)Esta guía y el diagrama de Moody usan el factor de Darcy.
f_D = 4f_FCompruebe siempre la convención de la publicación o del programa.
Flujo laminar desarrollado en un tubo circular
Re = ρuD/μ f_D = 64/Re f_F = 16/ReEl modelo considera laminar Re < 2000. No extrapole directamente a entradas en desarrollo, conductos no circulares, fluidos no newtonianos ni flujo bifásico.
4. Diagrama de Moody y relación de Colebrook
El diagrama de Moody de 1944 sintetizó investigaciones: rama laminar de Hagen–Poiseuille, tubos rugosos de Nikuradse y relación implícita de Colebrook entre tubos lisos y rugosos. Moody las presentó mediante el factor de Darcy, Re y la rugosidad relativa.
| Región | Rango usado aquí | Tratamiento |
|---|---|---|
| Laminar | Re < 2000 | f_D = 64/Re, independiente de la rugosidad relativa. |
| Zona crítica | 2000 ≤ Re ≤ 4000 | El flujo es inestable; no existe una curva única universal de fricción. |
| Turbulento | Re > 4000 | Depende de Re y ε/D. |
Colebrook
1/√f_D = −2log₁₀[ε/(3.7D) + 2.51/(Re√f_D)]Colebrook es implícita y requiere iteraciones. Las correlaciones explícitas reducen cálculos repetidos, pero añaden error de aproximación respecto a la referencia elegida.
5. Recomendaciones de uso
- Confirme si se usa la convención de Darcy o Fanning.
- Compruebe Re y ε/D en todo el tubo, no solo en la entrada.
- Interprete con cautela la zona crítica y compare con experimentos o referencias independientes.
- Tras cambiar de correlación, vuelva a ejecutar los casos de referencia en vez de comparar solo nombres.
6. Referencias principales
- Fang, Xu & Zhou, New correlations of single-phase friction factor for turbulent pipe flow and evaluation of existing single-phase friction factor correlations, DOI 10.1016/j.nucengdes.2010.12.019.
- Moody (1944), Friction Factors for Pipe Flow, DOI 10.1115/1.4018140.
- Colebrook (1939), Turbulent Flow in Pipes, DOI 10.1680/ijoti.1939.13150.