Modelación del coeficiente de rugosidad de Hazen-Williams para tuberías de acero negro en el cálculo de las pérdidas de presión en sistemas hidráulicos de redes ramificadas

Abstract

Existen diversos modelos matemáticos que permiten determinar la pérdida de presión en redes hidráulicas de sistemas contra incendios, cada uno de ellos con cierta precisión de cálculo. Parte del reglamento ecuatoriano de extinción y mitigación de incendios se basa en las normas NFPA (National Fire Protection Association) las cuales recomiendan el uso del método de Hazen – Williams para dicho cálculo, si bien es cierto, este método resulta sencillo, rápido y fácil de usar, pero poco preciso debido a su limitado rango de coeficientes de rugosidad de Hazen – Williams. Por tanto, en este trabajo investigativo se presenta la modelación del coeficiente de rugosidad de Hazen – Williams en función del número de Reynolds, diámetro y la rugosidad del material para tuberías de acero ASTM A53, con el objetivo de disminuir los errores en la determinación de pérdidas de presión en sistemas hidráulicos de redes ramificadas. Dicha modelación ha permitido comprobar que el coeficiente de Hazen – Williams 𝐶𝐻𝑊 cambia dependiendo las condiciones del flujo y del material. Al comparar las pérdidas de presión por fricción 𝐻𝑓 conseguidas en función de los coeficientes modelados, con otros métodos como son el modelo experimental y el de Darcy – Weisbach, se ha alcanzado una diferencia mínima en el cálculo de las pérdidas 𝐻𝑓.