Cómo calcular el caudal con el diámetro de una tubería

Escrito por Gerardo G. ; última actualización: July 03, 2018

Puedes convertir el tamaño de una tubería a galones por minuto de flujo al calcular el área de la sección transversal de la tubería y haciendo algunas suposiciones razonables sobre el volumen de la tubería y la tasa de flujo. El tamaño de la tubería se mide por el diámetro interno de la tubería, no por el diámetro exterior total. Una vez determinado, se puede calcular el volumen total. El flujo de la tubería se describe en galones por minuto. Las longitudes más cortas de tubería tendrán un flujo mayor que aquellas con una longitud más larga del mismo diámetro. Esto es causado por la resistencia interna de la tubería. Por el mismo razonamiento, una tubería de mayor diámetro tendrá un mayor flujo o GPM (galones por minuto) que una tubería más pequeña a la misma presión o tasa de flujo. La presión se describe en libras por pulgada cuadrada. La medida pulgada cuadrada se determina por el área de la tubería. Las libras son la cantidad de fuerza que se ejerce sobre el líquido para empujarlo a través del espacio cerrado. Con esta información, puedes estimar el flujo en función del tamaño de la tubería.

Paso 1:

Encuentra el área de la sección transversal de la tubería. El área es igual a pi veces el radio al cuadrado o: a = 3,14 x r2. Una tubería de cinco centímetros tendrá una área de sección transversal de 3.14 x 52 o 19,6 centímetros cuadrados.

Paso 2:

El agua tiene una cierta presión asociada con la altura del agua. Una libra de presión de agua, o 1 PSI, es igual a 70 centímetros de elevación en altura. En otras palabras, una columna o tubería de 2,5 centímetros que tenga 70 centímetros de alto tendrá una presión de 1 PSI. La altura total, no el volumen, de la tubería corresponde a la presión. Un tubo de 15 centímetros de diámetro que mida 70 centímetros alto solo tendrá 1 PSI.

Paso 3:

Encuentra el volumen del tubo de 5 centímetros de diámetro en el Paso 1, que tiene una longitud de 3 metros. Tres metros es igual a 300 centímetros. Multiplica los 19,6 centímetros cuadrados, el área de la sección transversal, por la longitud. El volumen de la tubería será igual a 5880 centímetros cúbicos de volumen.

Paso 4:

Convierte los centímetros cúbicos en metros cúbicos. Un metro cúbico equivale a 1e6 centímetros cúbicos. Divide los centímetros cúbicos entre 1e6 y la respuesta es 0,00588 metros cúbicos. Esto significa que la tubería de 5 centímetros y 3 metros de largo tiene un volumen interno de 0,00588 metros cúbicos.

Paso 5:

Calcula la cantidad de agua que puede ser contenida en la sección de tubería en cualquier momento dado. Un metro cúbico de agua equivalen a 264 galones. Multiplica 264 galones por 0,00588 metros cúbicos y la cantidad de agua en la tubería es igual a 1,55 galones.

Paso 6:

Encuentra los GPM si el flujo de agua es de 30 centímetros por segundo. Multiplica 30 centímetros por segundo por los 60 segundos que tiene un minuto y ahora el flujo será de 1800 centímetros por minuto. En otras palabras, el agua fluirá a través de la tubería de 3 metros seis veces el volumen por cada minuto. Ya que la tubería contiene 1,55 galones por cada 3 metros de tubería, multiplica 1,55 por seis y los GPM finales equivalen a 9,31 GPM de flujo de agua a partir de una tubería de 5 centímetros de diámetro.

Consejos


La estimación anterior no toma en cuenta las pérdidas por fricción causadas por las roscas internas, conexiones o el uso de conectores especiales de la tubería.

Este artículo fue realizado con la ayuda de sciencing.com

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