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Universidad de CaraboboFacultad de Ingeniería
Escuela de Ingeniería Mecánica
Semestre 1-2011
Prof. José Velásquez
Tablas y Gráficos para el cálculo de
pérdidas.
Departamento de Térmica y Energética
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Tablas de pérdidas para aguaPérdidas en accesorios y válvulasGráficos de módulos de fricciónGráficos y tablas complementarias
Tablas y gráficos para el cálculo de pérdidas
Tablas y gráficos del Instituto HidráulicoTablas y gráficos de los laboratorios CRANE
Acero o hierro forjado (cédula 40).
Hierro fundido con recubrimiento asfáltico
Acero – cédula 20
Las tablas de pérdidas por fricción del I.H. fueron realizadas mediante pruebas experimentales realizadas con agua fluyendo en tuberías limpias y nuevas de:
Manejo de Fluidos
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Manejo de Fluidos
Viscosidad cinemática igual o menor a 1.130 centistokes.
El envejecimiento de tuberías está fuera del alcance de este manual.
No deben ser usadas en problemas que involucren mezclas de sólidos – líquidos.
Tablas de pérdidas por fricción en agua
Tablas y gráficos para el cálculo de pérdidas
Tablas y gráficos del Instituto HidráulicoTablas y gráficos de los laboratorios CRANE
Tablas de pérdidas para aguaPérdidas en accesorios y válvulasGráficos de módulos de fricción Gráficos y tablas complementarias
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MaterialCédulaDiámetro interno (pulg)Rugosidad relativa de la tubería
Diámetro nominal de la tubería en pulg.
Velocidad del fluido dentro de la tubería (ft/s)
Pérdidas generadas por el paso del agua dentro de la tubería, están dadas por cada 100 ft de tubería.
Caudal que pasa dentro de la tubería, en gpm.
Velocidad2/2g
Manejo de Fluidos
Tablas y gráficos para el cálculo de pérdidas
Tablas y gráficos del Instituto HidráulicoTablas y gráficos de los laboratorios CRANE
Tablas de pérdidas para aguaPérdidas en accesorios y válvulasGráficos de módulos de fricciónGráficos y tablas complementarias
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Manejo de Fluidos
Tablas y gráficos para el cálculo de pérdidas
Tablas y gráficos del Instituto HidráulicoTablas y gráficos de los laboratorios CRANE
Tablas de pérdidas para aguaPérdidas en accesorios y válvulasGráficos de módulos de fricciónGráficos y tablas complementarias
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Tubería de hierro fundido con recubrimiento de asfalto
Tubería de Acero cédula 40
Manejo de Fluidos
Tablas y gráficos para el cálculo de pérdidas
Tablas y gráficos del Instituto HidráulicoTablas y gráficos de los laboratorios CRANE
Tablas de pérdidas para aguaPérdidas en accesorios y válvulasGráficos de módulos de fricciónGráficos y tablas complementarias
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Manejo de Fluidos
Tablas y gráficos para el cálculo de pérdidas
Diámetro externo de la tubería en pulg.
Tablas y gráficos del Instituto HidráulicoTablas y gráficos de los laboratorios CRANE
Tablas de pérdidas para aguaPérdidas en accesorios y válvulasGráficos de módulos de fricción. Gráficos y tablas complementarias
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Manejo de Fluidos
Tablas y gráficos para el cálculo de pérdidas
Tubería de Acero
Tubería de hierro fundido.
Diámetro interno de la tubería en pulg.
Tablas y gráficos del Instituto HidráulicoTablas y gráficos de los laboratorios CRANE
Tablas de pérdidas para aguaPérdidas en accesorios y válvulasGráficos de módulos de fricción Gráficos y tablas complementarias
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Manejo de Fluidos
Tablas y gráficos para el cálculo de pérdidas
Tablas y gráficos del Instituto HidráulicoTablas y gráficos de los laboratorios CRANE
Tablas de pérdidas para aguaPérdidas en accesorios y válvulasGráficos de módulos de fricción Gráficos y tablas complementarias
La pérdida causada por válvulas o accesorios son calculadas por:
hL : Pérdida de carga de la válvula o accesorio.K: Coeficiente de resistencia para válvulas o accesorios.V: Velocidad promedio.g: Aceleración de la gravedad.
El término V2/2g puede ser tomado directamente de las tablas de pérdidas en tuberías.
hLhLhL
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Tablas y gráficos para el cálculo de pérdidas
Tablas y gráficos del Instituto HidráulicoTablas y gráficos de los laboratorios CRANE
Tablas de pérdidas para aguaPérdidas en accesorios y válvulasGráficos de módulos de fricción. Gráficos y tablas complementarias
El valor de D dado en las tablas es nominal.
Los coeficientes de resistencia decrecen con el incremento de tamaño de las válvulas y accesorios.
Las válvulas y accesorios con brida exhiben valores bajos de los coeficientes de resistencia.
Para velocidades por debajo de los 15 ft/s, las válvulas check y las válvulas de pie estarán parcialmente abiertas.
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Tablas y gráficos del Instituto HidráulicoTablas y gráficos de los laboratorios CRANE
Tablas de pérdidas para aguaPérdidas en accesorios y válvulasGráficos de módulos de fricción Gráficos y tablas complementarias
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Tablas y gráficos del Instituto HidráulicoTablas y gráficos de los laboratorios CRANE
Tablas de pérdidas para aguaPérdidas en accesorios y válvulasGráficos de módulos de fricción Gráficos y tablas complementarias
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Tablas y gráficos del Instituto HidráulicoTablas y gráficos de los laboratorios CRANE
Tablas de pérdidas para aguaPérdidas en accesorios y válvulasGráficos de módulos de fricción Gráficos y tablas complementarias
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Tablas y gráficos del Instituto HidráulicoTablas y gráficos de los laboratorios CRANE
Tablas de pérdidas para aguaPérdidas en accesorios y válvulasGráficos de módulos de fricción Gráficos y tablas complementarias
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Tablas y gráficos del Instituto HidráulicoTablas y gráficos de los laboratorios CRANE
Tablas de pérdidas para aguaPérdidas en accesorios y válvulasGráficos de módulos de fricción Gráficos y tablas complementarias
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Manejo de Fluidos
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Tablas y gráficos del Instituto HidráulicoTablas y gráficos de los laboratorios CRANE
Tablas de pérdidas para aguaPérdidas en accesorios y válvulasGráficos de módulos de fricción. Gráficos y tablas complementarias
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Tablas y gráficos para el cálculo de pérdidas
Tablas y gráficos del Instituto HidráulicoTablas y gráficos de los laboratorios CRANE
Rugosidad relativa
Coeficiente de resistencia para tuberías doblada a 90°
Tablas de pérdidas para aguaPérdidas en accesorios y válvulasGráficos de módulos de fricción Gráficos y tablas complementarias
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Manejo de Fluidos
Tablas y gráficos para el cálculo de pérdidas
Tablas y gráficos del Instituto HidráulicoTablas y gráficos de los laboratorios CRANE
Ángulo de deflexión
Tablas de pérdidas para aguaPérdidas en accesorios y válvulasGráficos de módulos de fricción Gráficos y tablas complementarias
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Tablas y gráficos del Instituto HidráulicoTablas y gráficos de los laboratorios CRANE
Tablas de pérdidas para aguaPérdidas en accesorios y válvulasGráficos de módulos de fricción Gráficos y tablas complementarias
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Tablas y gráficos para el cálculo de pérdidas
Tablas y gráficos del Instituto HidráulicoTablas y gráficos de los laboratorios CRANE
Tablas de pérdidas para aguaPérdidas en accesorios y válvulasGráficos de módulos de fricción Gráficos y tablas complementarias
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Manejo de Fluidos
Tablas y gráficos para el cálculo de pérdidas
Tablas y gráficos del Instituto HidráulicoTablas y gráficos de los laboratorios CRANE
Ángulo cónico de incremento en grados (θ)
Aplica sólo para valores de θ entre 7,5 y 35°
Valores de K
Tablas de pérdidas para aguaPérdidas en accesorios y válvulasGráficos de módulos de fricción Gráficos y tablas complementarias
![Page 22: Tablas y gráficos para el cálculo de pérdidas](https://reader038.vdocuments.co/reader038/viewer/2022102513/557202634979599169a36c45/html5/thumbnails/22.jpg)
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Tablas y gráficos para el cálculo de pérdidas
Tablas y gráficos del Instituto HidráulicoTablas y gráficos de los laboratorios CRANE
Tablas de pérdidas para aguaPérdidas en accesorios y válvulasGráficos de módulos de fricciónGráficos y tablas complementarias
![Page 23: Tablas y gráficos para el cálculo de pérdidas](https://reader038.vdocuments.co/reader038/viewer/2022102513/557202634979599169a36c45/html5/thumbnails/23.jpg)
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Tablas y gráficos para el cálculo de pérdidas
Tablas y gráficos del Instituto HidráulicoTablas y gráficos de los laboratorios CRANE
Pérdidas por fricción para fluidos Viscosos
De la figura 5 hasta la 17, del manual del instituto hidráulico, se presentan los gráficos de módulo de fricción (M) para fluidos de diferentes viscosidades, en varios tamaños de tuberías (Ø de ½ - 12 pulg), nuevas, de acero y cédula 40.
El valor de M leído en las tablas se incorpora directamente en la ecuación.
Tablas de pérdidas para aguaPérdidas en accesorios y válvulas Gráficos de módulos de fricciónGráficos y tablas complementarias
![Page 24: Tablas y gráficos para el cálculo de pérdidas](https://reader038.vdocuments.co/reader038/viewer/2022102513/557202634979599169a36c45/html5/thumbnails/24.jpg)
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Tablas y gráficos para el cálculo de pérdidas
Tablas y gráficos del Instituto HidráulicoTablas y gráficos de los laboratorios CRANE
ZONA LAMINAR
ZONA TURBULENTA
ZONA INESTABLE
Caudal (gpm)
Mó
du
lo d
e f
ricci
ón
po
r ca
da
10
0ft
de
tu
be
ría
Módulo de fricción vs Caudal
D. nominal, material y D. interno
Tablas de pérdidas para aguaPérdidas en accesorios y válvulas Gráficos de módulos de fricciónGráficos y tablas complementarias
![Page 25: Tablas y gráficos para el cálculo de pérdidas](https://reader038.vdocuments.co/reader038/viewer/2022102513/557202634979599169a36c45/html5/thumbnails/25.jpg)
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Tablas y gráficos para el cálculo de pérdidas
Tablas y gráficos del Instituto HidráulicoTablas y gráficos de los laboratorios CRANE
Ejemplo: Calcule las pérdidas de un fluido con viscosidad de 800 SSU a través de una tubería de acero con un Dn=3/4”con una longitud de 6 ft, por ella pasan 6 gpm.
Línea de viscosidad a 800 SSU
Tamaño de la tubería
M=60
Tablas de pérdidas para aguaPérdidas en accesorios y válvulas Gráficos de módulos de fricciónGráficos y tablas complementarias
![Page 26: Tablas y gráficos para el cálculo de pérdidas](https://reader038.vdocuments.co/reader038/viewer/2022102513/557202634979599169a36c45/html5/thumbnails/26.jpg)
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Manejo de Fluidos
Tablas y gráficos para el cálculo de pérdidas
Tablas y gráficos del Instituto HidráulicoTablas y gráficos de los laboratorios CRANE
Fig. 19: f para tuberías nuevas de Hierro fundido con recubrimiento asfáltico
ZO
NA
LAM
INA
R
ZONA COMPLETAMENTE
TURBULENTA
ZONA TURBULENTA
TUBERÍAS LISAS
FLUJO LAMINAR
FLUJO COMPLETAMENTE TURBULENTO
ZONA EN INESTABLE
Número de Reynolds
Fac
tor
de f
ricci
ón
Diá
met
ro in
tern
o
Tablas de pérdidas para aguaPérdidas en accesorios y válvulas Gráficos de módulos de fricciónGráficos y tablas complementarias
![Page 27: Tablas y gráficos para el cálculo de pérdidas](https://reader038.vdocuments.co/reader038/viewer/2022102513/557202634979599169a36c45/html5/thumbnails/27.jpg)
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Manejo de Fluidos
Tablas y gráficos para el cálculo de pérdidas
Tablas y gráficos del Instituto HidráulicoTablas y gráficos de los laboratorios CRANE
Fig. 20: f para tuberías nuevas de acero o hierro forjado.
Fac
tor
de fr
icci
ón
Número de Reynolds
Diá
me
tro
inte
rno
Cédula 20
Diámetro interno
ZO
NA
LAM
INA
R
ZONA COMPLETAMENTE
TURBULENTA
ZONA TURBULENTA
TUBERÍAS LISAS
FLUJO LAMINAR
FLUJO COMPLETAMENTE TURBULENTO
ZONA EN INESTABLE
Céd
ula
40
Tablas de pérdidas para aguaPérdidas en accesorios y válvulas Gráficos de módulos de fricciónGráficos y tablas complementarias
![Page 28: Tablas y gráficos para el cálculo de pérdidas](https://reader038.vdocuments.co/reader038/viewer/2022102513/557202634979599169a36c45/html5/thumbnails/28.jpg)
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Manejo de Fluidos
Tablas y gráficos para el cálculo de pérdidas
Tablas y gráficos del Instituto HidráulicoTablas y gráficos de los laboratorios CRANE
Fig. 21: f para tuberías nuevas de cualquier material.
Ru
go
sid
ad
re
lativ
a E
/D
Fac
tor
de f
ricci
ón
Número de Reynolds
ZO
NA
LAM
INA
R
ZONA TURBULENTA
TUBERÍAS LISAS
FLUJO LAMINAR
FLUJO COMPLETAMENTE TURBULENTO
ZONA EN INESTABLE
ZONA COMPLETAMENTE
TURBULENTA
Tablas de pérdidas para aguaPérdidas en accesorios y válvulas Gráficos de módulos de fricciónGráficos y tablas complementarias
![Page 29: Tablas y gráficos para el cálculo de pérdidas](https://reader038.vdocuments.co/reader038/viewer/2022102513/557202634979599169a36c45/html5/thumbnails/29.jpg)
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Manejo de Fluidos
Tablas y gráficos para el cálculo de pérdidas
Tablas y gráficos del Instituto HidráulicoTablas y gráficos de los laboratorios CRANE
Factor de Rugosidad Relativa para tuberías nuevas (Sólo para la zona completamente turbulenta)
Tablas de pérdidas para aguaPérdidas en accesorios y válvulas Gráficos de módulos de fricciónGráficos y tablas complementarias
![Page 30: Tablas y gráficos para el cálculo de pérdidas](https://reader038.vdocuments.co/reader038/viewer/2022102513/557202634979599169a36c45/html5/thumbnails/30.jpg)
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Manejo de Fluidos
Tablas y gráficos para el cálculo de pérdidas
Tablas y gráficos del Instituto HidráulicoTablas y gráficos de los laboratorios CRANE
Carta de viscosidad cinemática y del número de Reynolds
Tablas de pérdidas para aguaPérdidas en accesorios y válvulas Gráficos de módulos de fricciónGráficos y tablas complementarias
![Page 31: Tablas y gráficos para el cálculo de pérdidas](https://reader038.vdocuments.co/reader038/viewer/2022102513/557202634979599169a36c45/html5/thumbnails/31.jpg)
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Manejo de Fluidos
Tablas y gráficos para el cálculo de pérdidas
Tablas y gráficos del Instituto HidráulicoTablas y gráficos de los laboratorios CRANE
Curvas típicas del comportamiento de los fluidos tixotrópicos y dilatantes.
THIXOTROPIC: La viscosidad decrece mientras más se agite el fluido.
DILATANT: La viscosidad crece mientras más se agite el fluido.
Tablas de pérdidas para aguaPérdidas en accesorios y válvulas Gráficos de módulos de fricciónGráficos y tablas complementarias
![Page 32: Tablas y gráficos para el cálculo de pérdidas](https://reader038.vdocuments.co/reader038/viewer/2022102513/557202634979599169a36c45/html5/thumbnails/32.jpg)
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Manejo de Fluidos
Tablas y gráficos para el cálculo de pérdidas
Tablas y gráficos del Instituto HidráulicoTablas y gráficos de los laboratorios CRANE
Gravedad específica del petróleo GE(T/60)
Tem
pera
tura
del
pet
róle
o (F
)
Gravedad específica del petróleo GE(60/60)
Tablas de pérdidas para aguaPérdidas en accesorios y válvulas Gráficos de módulos de fricciónGráficos y tablas complementarias
![Page 33: Tablas y gráficos para el cálculo de pérdidas](https://reader038.vdocuments.co/reader038/viewer/2022102513/557202634979599169a36c45/html5/thumbnails/33.jpg)
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Manejo de Fluidos
Tablas y gráficos para el cálculo de pérdidas
Tablas y gráficos del Instituto HidráulicoTablas y gráficos de los laboratorios CRANE
Incremento porcentual en volumen por encima de 60 ºF
Tablas de pérdidas para aguaPérdidas en accesorios y válvulas Gráficos de módulos de fricciónGráficos y tablas complementarias
![Page 34: Tablas y gráficos para el cálculo de pérdidas](https://reader038.vdocuments.co/reader038/viewer/2022102513/557202634979599169a36c45/html5/thumbnails/34.jpg)
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Manejo de Fluidos
Tablas y gráficos para el cálculo de pérdidas
Tablas y gráficos del Instituto HidráulicoTablas y gráficos de los laboratorios CRANE
Índice de viscosidad – Aceites minerales.
Tablas de pérdidas para aguaPérdidas en accesorios y válvulas Gráficos de módulos de fricciónGráficos y tablas complementarias
![Page 35: Tablas y gráficos para el cálculo de pérdidas](https://reader038.vdocuments.co/reader038/viewer/2022102513/557202634979599169a36c45/html5/thumbnails/35.jpg)
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Manejo de Fluidos
Tablas y gráficos para el cálculo de pérdidas
Tablas y gráficos del Instituto HidráulicoTablas y gráficos de los laboratorios CRANE
Viscosidad resultante de la mezcla entre dos fluidos
Tablas de pérdidas para aguaPérdidas en accesorios y válvulas Gráficos de módulos de fricciónGráficos y tablas complementarias
![Page 36: Tablas y gráficos para el cálculo de pérdidas](https://reader038.vdocuments.co/reader038/viewer/2022102513/557202634979599169a36c45/html5/thumbnails/36.jpg)
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Manejo de Fluidos
Tablas y gráficos para el cálculo de pérdidas
Tablas y gráficos del Instituto HidráulicoTablas y gráficos de los laboratorios CRANE
Tablas de conversión de las unidades de viscosidad.
Tablas de pérdidas para aguaPérdidas en accesorios y válvulas Gráficos de módulos de fricciónGráficos y tablas complementarias
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Tablas y gráficos para el cálculo de pérdidas
Tablas y gráficos del Instituto HidráulicoTablas y gráficos de los laboratorios CRANE
Viscosidad de líquidos comunes
Tablas de pérdidas para aguaPérdidas en accesorios y válvulas Gráficos de módulos de fricciónGráficos y tablas complementarias
![Page 38: Tablas y gráficos para el cálculo de pérdidas](https://reader038.vdocuments.co/reader038/viewer/2022102513/557202634979599169a36c45/html5/thumbnails/38.jpg)
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Tablas y gráficos para el cálculo de pérdidas
Tablas y gráficos del Instituto HidráulicoTablas y gráficos de los laboratorios CRANE
Propiedades del agua a varias temperaturas (40 – 705,4 ºF)
Tablas de pérdidas para aguaPérdidas en accesorios y válvulas Gráficos de módulos de fricciónGráficos y tablas complementarias
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Manejo de Fluidos
Tablas y gráficos para el cálculo de pérdidas
Tablas y gráficos del Instituto HidráulicoTablas y gráficos de los laboratorios CRANE
Especificaciones y dimensiones de las tuberías de hierro fundido.
Tablas de pérdidas para aguaPérdidas en accesorios y válvulas Gráficos de módulos de fricciónGráficos y tablas complementarias
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Manejo de Fluidos
Tablas y gráficos para el cálculo de pérdidas
Tablas y gráficos del Instituto HidráulicoTablas y gráficos de los laboratorios CRANE
Dimensiones de tubos de acero con y sin costuras.
S: pared delgada anteriormente designada de “peso estándar”X: pared delgada anteriormente designada de “extra fuerte”XX: pared delgada anteriormente designada de “doble extra fuerte”
Tablas de pérdidas para aguaPérdidas en accesorios y válvulas Gráficos de módulos de fricciónGráficos y tablas complementarias
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Tablas de pérdidas para aguaPérdidas en accesorios y válvulas Gráficos de módulos de fricciónGráficos y tablas complementarias
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Coeficiente de resistencias para accesorios y válvulasCoeficiente de resistencia para placa orificioCoeficiente de resistencia para toberas
Experimentalmente se ha encontrado que la variación de K con respecto al tamaño del accesorio, sigue la misma tendencia que la variación del factor de fricción con el diámetro de la tubería de acero comercial, cédula 40, en la zona completamente turbulenta (fCT).
CTfcteK
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