Estimación del factor de fricción fF utilizando una función definida por el usuario de Excel

 Esta publicación complementa una anterior y muestra un procedimiento iterativo para estimar el factor de fricción $f_F$ a partir de la conocida ecuación de Colebrook.

Por lo tanto, se recomienda al lector consultar la siguiente publicación para obtener más detalles:

Resolución de la ecuación de Colebrook

Un breve comentario sobre el procedimiento

Si ya leyó la publicación anterior sobre el procedimiento de solución de la ecuación de Colebrook, es evidente que el proceso iterativo funciona muy bien en un bucle for.

Dado que el factor de fricción se utiliza para varios cálculos donde se estima más de una vez, conviene evitar tener que usar muchas hojas (una para cada cálculo). Esto aplica al cálculo de caudales en redes de tuberías.

Una forma de solucionar este problema técnico es usar una herramienta disponible en Excel: una función definida por el usuario. Esta función debe programarse en Visual Basic.

Construcción de la función definida por el usuario

En resumen, la función definida por el usuario se escribirá a partir de tres datos de entrada comunes a la ecuación de Colebrook. Estos datos de entrada son:

• la rugosidad de la tubería $\epsilon$
• el diámetro interno de la tubería $ID$
• el número de Reynolds $N_{Re}$

y, como se mencionó en la publicación anterior, la ecuación de Colebrook se utilizará de la siguiente forma:

$f_F=\dfrac{0.25}{\log_{10}\left( \dfrac{\epsilon}{3.72ID}+\dfrac{2.51}{N_{Re}\sqrt{f_F}} \right)^2}$

Dado que el factor de fricción se estima a partir de una estimación, nuestra función definida por el usuario necesitará un valor predefinido para el factor de fricción (solo para iniciar el cálculo).

Tras los detalles más importantes, el proceso de creación de esta función en Excel es el siguiente:

• Primero, abra un documento de Excel donde ya se hayan ingresado o calculado los datos de $\epsilon$, $ID$ y $N_{Re}$.
• Segundo, presione ALT + F11 para abrir el Editor de Visual Basic y, en el menú Insertar, haga clic en Módulo.
• Tercero, en la ventana del módulo, inserte el siguiente código para la función definida por el usuario.

Function fF_Calc(eps, ipd, nre)

' fF calculator

'First use a gues for fF

fFdummy = 0.0001

For i = 1 To 30

 fFdummy = 0.25 / (Log(eps / 3.72 / ipd + 2.51 / nre / Sqr(fFdummy)) / Log(10)) ^ 2

Next i

 fF_Calc = fFdummy

End Function

Función definida por el usuario para el cálculo del factor de fricción en bucle

• Guarde la función creada y cierre el Editor de Visual Basic. Listo.

Cómo usar la función creada

Como puede ver, la función fF_Calc utiliza tres datos de entrada (ya mencionados): $\epsilon$, $ID$ y $N_{Re}$. Regrese a la hoja de Excel donde ya están los datos e intente usar fF_Calc como función integrada de Excel, como se indica a continuación:

=fF_Calc

Usando la función fF_Calc. Observe que Excel ya reconoció la función creada.

 

No debería haber ningún problema. Excel incluso debería completar el nombre de la función y el cálculo del factor de fricción $f_F$ debería ser directo.

Una vez creada esta función, los cálculos repetidos, como en el caso de las redes de tuberías, deberían ser mucho más sencillos.

Esto es todo. Espero que esta publicación te sea muy útil.

¿Tienes alguna pregunta? Escríbela en los comentarios y trataré de ayudarte.

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Ildebrando.