Factor de fricción Darcy
Con un número de Reynolds de 100.000 y una rugosidad relativa de 0,0002, el factor de fricción de Darcy es 0,019003236842, en régimen turbulento. Una sola fórmula explícita cubre el flujo laminar, el de transición y el turbulento, sin recurrir al diagrama de Moody. Gratis en su navegador.
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Ejemplo resuelto
- Rugosidad relativa
- 0,0002
- Reynolds
- 100 000
- Factor de fricción
- 0,0190032368
- Régimen
- turbulent
El factor de fricción de Darcy es el coeficiente adimensional que aparece en la identidad de pérdida de carga de Darcy-Weisbach para el flujo interno en tubería. Ingenieros, estudiantes y scripts hidráulicos lo consultan en un diagrama de Moody a partir de dos números: el Reynolds de la tubería y la rugosidad relativa ε/D. Esta calculadora del factor de fricción acepta esas dos entradas y evalúa la correlación explícita de Churchill de 1977, que recupera la rama laminar de Hagen-Poiseuille f igual a 64 sobre Re a Reynolds bajo y sigue la familia turbulenta de Colebrook-White cuando el flujo es plenamente turbulento.
Qué es el factor de fricción de Darcy y cuándo aplica esta página
El factor de fricción de Darcy, también llamado factor de fricción de Darcy-Weisbach, es el número adimensional f que aparece en la identidad de pérdida de carga hf igual a f por L sobre D por V al cuadrado sobre 2g para flujo incompresible en una tubería circular. No es el factor de Fanning, que vale un cuarto del valor de Darcy y pertenece a otro conjunto de manuales y hojas de proceso.
Para un fluido newtoniano dado y una tubería circular dada, f queda fijado en cuanto se conocen el número de Reynolds Re igual a rho V D sobre mu y la rugosidad relativa épsilon sobre D, donde épsilon es la altura equivalente de grano de arena de la pared interior y D es el diámetro interno.
Esos dos números son los ejes del diagrama de Moody: el flujo laminar a la izquierda sigue f igual a 64 sobre Re sin dependencia de la rugosidad, una banda de transición se sitúa en torno a Reynolds de unos pocos miles, y la familia plenamente turbulenta a la derecha crece con la rugosidad relativa y se aplana hacia un límite totalmente rugoso que solo depende de la rugosidad.
La intención de búsqueda en torno a calculadora del factor de fricción, factor de Darcy a partir del Reynolds, factor del diagrama de Moody y rugosidad relativa de tubería se concentra en esta página, no en un resolvedor iterativo solo de Colebrook, un constructor del número de Reynolds ni una herramienta de pérdida de carga. La rugosidad relativa nula es el límite hidráulicamente liso y se acepta; una altura de grano negativa se rechaza porque no puede ser negativa.
Cómo valida la entrada esta calculadora y evalúa el f de Churchill
La rugosidad relativa debe estar en el intervalo cerrado de 0 a 0.05, el rango comercial dibujado en un diagrama de Moody estándar. El número de Reynolds debe ser estrictamente positivo: un Re nulo o negativo se rechaza con un mensaje de que el factor de fricción de Darcy no está definido para un Reynolds no positivo, según el contrato de esta página.
Tras la validación el motor evalúa la correlación explícita de Churchill de 1977: A es 2.457 veces el logaritmo natural de uno sobre la cantidad 7 sobre Re a la 0.9 más 0.27 veces épsilon sobre D, todo elevado a la decimosexta; B es 37530 sobre Re a la decimosexta; f es ocho veces la raíz duodécima de 8 sobre Re a la duodécima más A más B a la menos tres medios.
Esa forma cerrada única recupera el 64 sobre Re laminar a Re bajo y sigue las curvas turbulentas de Moody sin un bucle de Newton. Los resultados se redondean a doce decimales para que el mismo par siempre se serialice igual en motores JavaScript. No hay red, ni semilla aleatoria, ni reloj de pared en la ruta de cálculo.
Qué puede hacer con ella
Croquis de dimensionado de tuberías comerciales
Los diseñadores estiman el factor de fricción de Darcy de una línea de acero, PVC u hormigón antes de calcular la pérdida de carga de Darcy-Weisbach o elegir una curva de bomba.
Preguntas frecuentes
¿Por qué se rechaza un número de Reynolds no positivo?
Re = ρVD/μ debe ser positivo para un flujo físico de tubería.
¿Es este el factor de Darcy o el de Fanning?
Darcy (también llamado Darcy-Weisbach). El factor de fricción de Fanning es un cuarto del valor de Darcy. Las fórmulas de pérdida de carga que usan f (L/D) V²/(2g) quieren el número de Darcy que esta herramienta devuelve.
¿Sirve también para flujo laminar?
Sí. Con números de Reynolds bajos el resultado sigue la regla laminar, 64 dividido entre el número de Reynolds, y la rugosidad no influye. La misma fórmula enlaza después sin saltos con las curvas turbulentas.
¿Qué valores de rugosidad relativa acepta?
Cualquiera entre 0 y 0,05, el rango que aparece en un diagrama de Moody estándar. El cero corresponde a una tubería hidráulicamente lisa; un valor negativo se rechaza porque una altura de grano no puede ser negativa.
¿Cómo indica si el flujo es laminar o turbulento?
Lo llama laminar por debajo de un Reynolds de 2300, de transición entre 2300 y 4000 y turbulento por encima de 4000. Son los umbrales habituales de los libros y aparecen junto al factor.
Herramientas relacionadas
Para desarrolladores — acceso por API
Todo lo de esta página está disponible por programación. Esta sección es para equipos que quieren integrarlo en sus sistemas; el resto puede usar la herramienta de arriba sin más.
Endpoint de API
¿Prefiere automatizarlo? Un POST autenticado crea la tarea; el resultado llega por webhook o enlace firmado. La misma capacidad también se ejecuta aquí en la web, por email y desde Telegram — y pronto también desde nuestra app.
Llámela desde su stack
curl -X POST https://api.kit.forhosting.com/phys/friction-factor \
-H "Authorization: Bearer $KIT_KEY" \
-H "Content-Type: application/json" \
-d '{"relative_roughness":0.0002,"reynolds":100000}'const res = await fetch("https://api.kit.forhosting.com/phys/friction-factor", {
method: "POST",
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"Content-Type": "application/json"
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"https://api.kit.forhosting.com/phys/friction-factor",
headers={"Authorization": f"Bearer {os.environ['KIT_KEY']}"},
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"reynolds": 100000
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task_id = res.json()["task_id"]<?php
$res = file_get_contents("https://api.kit.forhosting.com/phys/friction-factor", false, stream_context_create([
"http" => [
"method" => "POST",
"header" => "Authorization: Bearer " . getenv("KIT_KEY") . "\r\nContent-Type: application/json",
"content" => '{"relative_roughness":0.0002,"reynolds":100000}',
],
]));
$task = json_decode($res, true);body := bytes.NewBufferString(`{"relative_roughness":0.0002,"reynolds":100000}`)
req, _ := http.NewRequest("POST", "https://api.kit.forhosting.com/phys/friction-factor", body)
req.Header.Set("Authorization", "Bearer "+os.Getenv("KIT_KEY"))
req.Header.Set("Content-Type", "application/json")
res, _ := http.DefaultClient.Do(req)Ejemplo de solicitud
{
"relative_roughness": 0.0002,
"reynolds": 100000
}Ejemplo de respuesta
{
"task_id": "tsk_a1b2c3d4e5f6a1b2c3d4e5f6",
"type": "phys.friction_factor",
"status": "queued",
"_links": {
"result": "/tasks/tsk_…/result"
}
}La API es asíncrona: la llamada devuelve un task_id al instante y el resultado llega por webhook. El polling está limitado a 1 req/s por tarea.
Precio
Precio publicado — sin tokens ni créditos inventados. Una tarea fallida no se cobra.
Errores
| HTTP | Código | Significado |
|---|---|---|
401 | unauthorized | API key ausente o inválida. |
402 | insufficient_balance | El saldo no cubre el precio de la tarea. |
404 | unknown_type | El tipo de tarea no existe. |
429 | rate_limited | Demasiadas peticiones. Use el webhook en vez de sondear. |
Notas técnicas
La misma función pura alimenta el ejecutor gratuito en el navegador y la API, de modo que una comprobación de deberes y una tubería de producción nunca discrepan en f. Un número de Reynolds no positivo se rechaza con invalid_input en lugar de devolver un factor sin sentido. Las llamadas API correctas se facturan al $0.002 publicado; la validación fallida no se cobra.
Qué es el factor de fricción de Darcy y cuándo aplica esta página
Quien ya tiene Re y épsilon sobre D quiere el número del diagrama de Moody como JSON estructurado. Un Reynolds no positivo no describe un flujo físico de tubería y se rechaza con invalid_input en lugar de un factor fabricado.
Cómo valida la entrada esta calculadora y evalúa el f de Churchill
Envíe un cuerpo JSON con los dos campos obligatorios relative_roughness y reynolds. Cada campo debe ser un número finito o una cadena numérica que se interprete como tal, incluida la notación científica como 1e5; campos ausentes, cadenas vacías, texto no numérico, NaN e Infinity fallan de inmediato con invalid_input nombrando el campo problemático, y esos fallos no se facturan. Se aceptan alias opcionales como rr, roughness, epsilon_d, e_d, re y reynolds_number cuando están documentados, para que formularios y scripts usen símbolos de libro. En caso de éxito el JSON informa friction_factor, las entradas eco, la cadena de fórmula, method churchill_1977 y regime laminar, transitional o turbulent según los umbrales habituales 2300 y 4000.
Uso práctico, herramientas vecinas y lo que esta página no inventa
Utilice la herramienta del navegador cuando desee un f de Darcy inmediato al calificar un conjunto de problemas de fluidos, comprobar una línea de agua o aceite esbozada como tubería de acero comercial, o enseñar por qué el diagrama de Moody tiene una rama laminar, una franja de transición y una familia turbulenta. Esta página no es la calculadora del número de Reynolds, que construye Re a partir de densidad, velocidad, longitud y viscosidad: calcule Re primero y luego venga aquí. Tampoco es una herramienta de pérdida de carga de Darcy-Weisbach ni un conversor al factor de Fanning. Entradas idénticas producen siempre el mismo factor de fricción, etiqueta de método y régimen, lo que hace segura la capacidad para fijarla en comprobaciones de integración continua y en materiales de curso reproducibles. Utilice la API cuando un script, ayudante CAD, plataforma de lecciones o cuaderno necesite JSON estable para muchos pares épsilon-sobre-D y Re bajo un solo contrato. Cada petición exitosa es un ítem facturable a $0.002; la validación fallida no consume saldo. Permanezca dentro de los límites publicados para que los logaritmos intermedios y las potencias altas sigan definidos en un isolate Worker. Para un residuo iterativo de Colebrook-White solo en la rama turbulenta, la página dedicada de Colebrook rechaza a propósito Re por debajo de 4000; esta página del factor de fricción usa Churchill para que un solo endpoint devuelva un f coherente con Moody para cualquier Reynolds positivo, incluido el límite laminar 64 sobre Re.
Casos de integración
Deberes y comprobaciones del diagrama de Moody
Estudiantes y correctores calculan el f de Darcy a partir de un ε/D y un Re conocidos, incluido el límite laminar 64/Re, y obtienen un invalid_input claro cuando el número de Reynolds no es positivo.
Oráculos deterministas para pruebas de hidráulica
Los pipelines que alimentan pruebas unitarias o demos interactivas de Moody llaman a un oráculo puro de Churchill en lugar de reimplementar potencias altas y logaritmos en cada idioma.
Preguntas técnicas
¿Cómo se calcula el factor de fricción de Darcy a partir del Reynolds y la rugosidad relativa?
Envíe por POST una rugosidad relativa ε/D no negativa (como máximo 0.05) y un número de Reynolds positivo. La API evalúa Churchill (1977) y devuelve friction_factor más el régimen de flujo.
¿Qué entradas necesita la calculadora del factor de fricción?
Dos números finitos: relative_roughness (ε/D, incluido 0 para una tubería lisa) y reynolds (Re > 0). Se aceptan alias como rr, epsilon_d, e_d, re y reynolds_number.
¿Cuánto cuesta la calculadora del factor de fricción?
El ejecutor en el navegador es gratuito y usa la misma biblioteca que la API. Las peticiones API usan saldo KIT prepago a $0.002 por llamada exitosa; la entrada no válida no se factura.