Calculadora de pérdida de presión
Esta calculadora de pérdida de presión obtiene la caída de presión a lo largo de una tubería por fricción, con la ecuación de Darcy. Ingresa el factor de fricción, la longitud, el diámetro, la velocidad y la densidad del fluido y la calculadora de pérdida de presión devuelve la pérdida de presión en kPa y bar más la pérdida de carga. Funciona como calculadora de caída de presión para agua, aire y otros fluidos en tuberías y ductos.
Resultados
La herramienta Calculadora de pérdida de presión forma parte de nuestra colección de Calculadoras de Fluidos. Explora más Calculadoras de Fluidos para dimensionar, convertir y revisar tu trabajo junto con esta herramienta.
Qué muestra la calculadora de pérdida de presión
Cuando un fluido corre por una tubería, la fricción con las paredes le roba presión en el camino, y la calculadora de pérdida de presión mide cuánta. Usa la ecuación de Darcy, que crece con la longitud de la tubería y con el cuadrado de la velocidad, y baja con el diámetro. Ya sea que la uses como calculadora de caída de presión o como calculadora de pérdidas por fricción, da la presión que una bomba o un ventilador debe reponer para mantener el flujo.
La fórmula de pérdida de presión
La fórmula de pérdida de presión es la ecuación de Darcy, el factor de fricción por la longitud entre el diámetro por la carga de velocidad:
f es el factor de fricción, L la longitud, D el diámetro, ρ la densidad y v la velocidad. Como la velocidad va al cuadrado, duplicar la velocidad del flujo cuadruplica la pérdida. Dividir el resultado entre el peso del fluido por unidad de volumen da la pérdida de carga en metros. Esta ecuación de caída de presión es la base de la calculadora de pérdida de presión.
Ejemplo de la calculadora de caída de presión
Agua en una tubería de 100 m, de 50 mm de diámetro, a 2 m/s, con un factor de fricción de 0.02. La calculadora de caída de presión da:
Así que la tubería pierde 80 kPa, o 0.8 bar, alrededor de 8.16 m de carga. Reduce la velocidad a la mitad y la pérdida baja a una cuarta parte, porque la velocidad va al cuadrado.
Cómo usar la calculadora de pérdida de presión
Ingresa el factor de fricción, la longitud de la tubería en metros, el diámetro en milímetros, la velocidad del flujo en metros por segundo y la densidad del fluido, y la calculadora de pérdida de presión devuelve la pérdida de presión y la pérdida de carga. Usa alrededor de 0.02 como factor de fricción en un flujo de agua turbulento típico, y 1000 kg por metro cúbico para el agua. Esta calculadora de pérdida de presión en línea también sirve para ductos, con una densidad del aire cercana a 1.2.
Cómo leer el resultado de la calculadora de pérdida de presión
La pérdida de presión es la presión que quita la fricción; una bomba o un ventilador debe suministrar al menos eso, además de las pérdidas por altura y por equipos, para mantener el flujo. La pérdida de carga en metros es la misma pérdida expresada como una altura de fluido, algo útil para las curvas de bombas. Una pérdida grande suele significar que la velocidad es demasiado alta o que la tubería es demasiado chica, así que ampliar la tubería es la solución más fuerte. La calculadora de pérdida de presión da la parte de fricción; suma los accesorios y la elevación para el total.
Cuándo usar la calculadora de pérdidas por fricción
- Dimensionar una bomba con la calculadora de pérdidas por fricción
- Revisar un tramo de tubería con la calculadora de caída de presión
- Obtener la pérdida en un ducto con una calculadora de caída de presión en ductos
- Comparar diámetros de tubería con su cálculo de pérdida de carga
Errores comunes con la calculadora de pérdida de presión
- Densidad equivocada. Usa 1000 para el agua y alrededor de 1.2 para el aire, o la pérdida de presión saldrá muy errada.
- Diámetro en la unidad equivocada. Ingresa el diámetro en milímetros; la ecuación lo convierte a metros.
- Ignorar los accesorios. Esto da solo la fricción de la tubería recta; suma codos, válvulas y elevación para el total.
Consejos para reducir la pérdida de presión
- Amplía la tubería para reducir la pérdida rápido, porque el diámetro tiene un efecto fuerte.
- Mantén una velocidad moderada, porque la pérdida sube con su cuadrado.
- Suma por separado los accesorios y la elevación para la carga total de la bomba.
La ecuación de caída de presión y el cálculo de pérdida de carga
La ecuación de caída de presión divide la pérdida en partes sobre las que puedes actuar. El término de longitud entre diámetro dice que una tubería más larga y más angosta pierde más, y el término de carga de velocidad, la mitad de rho por v al cuadrado, dice que la pérdida sube con el cuadrado de la velocidad. Esa velocidad al cuadrado es la razón por la que la misma tubería a 3 m/s pierde nueve veces lo que pierde a 1 m/s. Un cálculo de pérdida de carga expresa la pérdida de presión como una altura de fluido, que coincide con las curvas de bombas dibujadas en metros de carga, así que una bomba de 20 m de carga puede vencer unos 20 m entre fricción y elevación. Dividir la pérdida de presión entre el peso del fluido por unidad de volumen, rho por g, hace esa conversión, y la calculadora de pérdida de presión en línea muestra ambas formas.
La ecuación de pérdida de presión en ductos y tuberías
La misma ecuación de pérdida de presión cubre una tubería de agua y un ducto de aire, y solo cambia la densidad. Para el agua, rho es alrededor de 1000, y para calcular la caída de presión en un ducto cambias rho a cerca de 1.2 para el aire, por eso las pérdidas en ductos son pequeñas en presión absoluta pero siguen siendo importantes frente a la baja presión que genera un ventilador. Por esa razón, el resultado de una calculadora de caída de presión en ductos de aire suele darse en pascales en lugar de kPa. El factor de fricción es la otra variable: depende de si el flujo es laminar o turbulento y de la rugosidad de la pared, así que para un ducto flexible se usa un factor mayor que para una tubería de acero lisa. Elige la densidad y el factor de fricción de tu fluido y tu tubería, y la ecuación resuelve ambos mundos.
Referencia de la fórmula de caída de presión
Pérdida de presión del agua en una tubería de 100 m, de 50 mm de diámetro, con un factor de fricción de 0.02, según la fórmula de caída de presión:
| Velocidad | Pérdida de presión | Pérdida de carga |
|---|---|---|
| 1 m/s | 20 kPa | 2.04 m |
| 1.5 m/s | 45 kPa | 4.59 m |
| 2 m/s | 80 kPa | 8.16 m |
| 3 m/s | 180 kPa | 18.35 m |
Preguntas frecuentes: Calculadora de pérdida de presión
¿Cuál es la fórmula de pérdida de presión?
La fórmula de pérdida de presión es la ecuación de Darcy, ΔP = f (L / D)(ρ v² / 2). La calculadora de pérdida de presión la aplica para dar la caída en kPa y la pérdida de carga en metros.
¿Por qué importa tanto la velocidad?
La velocidad va al cuadrado en la ecuación de caída de presión, así que duplicar la velocidad del flujo cuadruplica la pérdida. Frenar el flujo o ampliar la tubería reduce mucho la pérdida.
¿Qué factor de fricción debo usar?
Alrededor de 0.02 para un flujo de agua turbulento típico. El valor exacto depende del número de Reynolds y de la rugosidad de la tubería, así que una tubería rugosa o un flujo laminar necesitan otra cifra.
¿Sirve para ductos de aire?
Sí. Como calculadora de caída de presión en ductos, usa una densidad del aire cercana a 1.2 kg por metro cúbico en lugar de 1000 para el agua, y aplica la misma ecuación.