Johann Nikuradse

PREGUNTA 04 El ingeniero alemán Johann Nikuradse, en 1933, hizo una serie de experimentos en los cuales usó tubos de diferentes diámetros en cuyo interior pegó arenas de granulometría uniforme de manera que obtuvo varias relaciones /D (rugosidad relativa) perfectamente determinadas. En cada uno de los tubos varió el caudal de forma que obtuvo un amplio rango de números de Reynolds, con flujos que cubrían el rango desde laminar hasta turbulento y comportamiento hidráulicamente rugoso. Sus resultados los resumió en forma gráfica. EXPERIMENTO 01

EXPERIMENTO 02

Conductos con rugosidad artificial. Experimentos de Nikuradse. Por ejemplo, una misma tubería de concreto, puede tener un comportamiento hidráulico liso para flujos lentos de fluidos viscosos como el aceite que tienen un espesor grande de la subcapa laminar viscosa, pero puede tener comportamiento hidráulicamente rugoso para flujos mas rápidos con fluidos de baja viscosidad como el agua. Algunas de las ecuaciones que se dedujeron de su trabajo se presentan a continuación Para tubos rugosos en la zona turbulenta:

= rugosidad absoluta promedia de acuerdo al material del conducto. Se obtiene de Tablas o se puede determinar experimentalmente. Para tubos lisos en la zona de transición o turbulenta:

Su mejor conocido experimento fue publicado en Alemania en 1933.Nikuradse cuidadosamente medido la fricción que experimenta un fluido turbulento a medida que fluye por una tubería rugosa, usó los granos de arena de diferentes rugosidades y descubrió que la más áspera la superficie, mayor será la fricción, y por lo tanto la pérdida de presión. Se descubrió que: En el rango I, por pequeño número de Reynolds el factor de resistencia es la misma para áspera como para tuberías lisas. Las proyecciones de la formación de rugosidad estar situado totalmente dentro de la capa laminar de este rango. En el rango II (rango de transición), un aumento en el factor de resistencia se observó un aumento de número de Reynolds. El espesor de la capa laminar es aquí Del mismo orden de magnitud que la de las proyecciones. En el rango III, el factor de resistencia es independiente del número de Reynolds (ley cuadrática de la resistencia). Aquí todas las proyecciones de la formación de rugosidad extienden a través de la capa laminar y el factor de resistencia λ.