Desarrollo de un algoritmo en el programa MATLAB® para la determinación del factor de fricción en tuberías de acero al carbono

Abstract

En el ámbito de la ingeniería hidráulica, el factor de fricción es un parámetro crucial para el análisis y diseño de sistemas de tuberías, ya que determina la resistencia al flujo del fluido y la caída de presión a lo largo de la tubería. Las tuberías de acero al carbono son ampliamente utilizadas en diversas aplicaciones debido a su resistencia, durabilidad y costo relativamente bajo. Sin embargo, la estimación precisa del factor de fricción en estas tuberías puede ser un desafío debido a la complejidad de los flujos turbulentos y la rugosidad de la superficie interna de la tubería. En este trabajo, se presenta el desarrollo de una herramienta en MATLAB® para la determinación precisa y confiable del factor de fricción en tuberías de acero al carbono. La herramienta integra diferentes modelos matemáticos relevantes, incluyendo la ecuación de Darcy-Weisbach, la ecuación de Colebrook-White y la ecuación de Blasius, permitiendo a los usuarios seleccionar el modelo más adecuado en función de las condiciones específicas de la tubería y el fluido. La herramienta también incluye una interfaz gráfica amigable que facilita el ingreso de datos y la visualización de los resultados. Además, se han incorporado funciones de validación para garantizar la confiabilidad de los cálculos. Para validar la herramienta, se compararon los resultados obtenidos con datos experimentales de la literatura y se encontró una concordancia notable, lo que demuestra la precisión y confiabilidad de la herramienta. La herramienta desarrollada en MATLAB® constituye una valiosa contribución para ingenieros y profesionales en diversos campos, incluyendo el diseño, análisis y optimización de sistemas de tuberías de acero al carbono.