Calculadora de caudal con placa de orificio
Calcula el caudal a partir de la diferencia de presión en una placa de orificio, o a la inversa. Usa la relación de diámetros y el coeficiente de descarga para líquidos.
Medición de caudal con placa de orificio
Una placa de orificio es una placa delgada con un agujero central sujeta entre bridas de una tubería. El flujo acelera al atravesarlo y la presión disminuye. Se mide la diferencia de presión entre ambos lados y se obtiene el caudal: Q = Cd × A × √(2 × Δp / (ρ × (1 − β⁴))), donde A es el área del orificio, β la relación entre su diámetro y el diámetro interior de la tubería, y Cd el coeficiente de descarga.
¿Por qué el coeficiente de descarga se aproxima a 0,61?
El flujo se separa del borde afilado y el chorro sigue contrayéndose después del orificio. La sección mínima es menor que el agujero y los remolinos disipan energía. Ambos efectos se reúnen en Cd. Para una placa delgada de borde afilado con Reynolds alto, el valor está entre 0,60 y 0,62. El valor exacto depende de la relación de diámetros, Reynolds y la posición de las tomas de presión.
Ejemplo
Una placa de 60 mm de orificio se instala en una tubería de 100 mm de diámetro interior y la diferencia medida para agua es 30 kPa. Entonces β = 0,6 y 1 − β⁴ = 0,8704. √(60.000 / 870,4) = 8,30 m/s y el área del orificio es 0,002827 m². Con Cd = 0,61, el caudal es 0,61 × 0,002827 × 8,30 = 0,01432 m³/s, o 14,3 litros por segundo.
Límites
El cálculo es para líquidos en tubería llena. Los gases y el vapor requieren un factor de expansibilidad. La diferencia medida no es la pérdida permanente, ya que parte de la presión se recupera aguas abajo. La medición para transferencia de custodia y el diseño de la placa siguen ISO 5167.
Preguntas frecuentes
¿Cómo se calcula el caudal por un orificio?
La ecuación de caudal por orificio da 2,324 L/s para una tubería de 100 mm, un orificio de 25 mm y una diferencia de 30 kPa, con densidad de 1000 kg/m³ y coeficiente de descarga de ejemplo de 0,61. Supone tubería llena de líquido, requiere un coeficiente verificado para la geometría real y no da la pérdida de presión permanente.
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