Calculadora de pérdida de presión en tuberías (Darcy y Weisbach)
Introduce caudal, diámetro interior y longitud para obtener Reynolds, régimen, factor de fricción y pérdida de presión. El agua toma sus propiedades de la temperatura.
¿Cómo se calcula la pérdida de presión en tuberías?
La pérdida por fricción en una tubería recta sigue la ecuación de Darcy y Weisbach: Δp = f × (L / d) × ρ × v² / 2, donde f es el factor de fricción, L la longitud de la tubería, d el diámetro interior, ρ la densidad y v la velocidad media. Las pérdidas en accesorios como codos y válvulas se suman sobre la misma presión dinámica mediante la suma de coeficientes de pérdida ΣK.
Número de Reynolds y régimen de flujo
Primero se calcula Re = ρ × v × d / μ. Por debajo de 2300, el flujo es laminar y f = 64 / Re. Por encima de 4000, es turbulento: f depende del número de Reynolds y de la rugosidad relativa (ε / d), y se obtiene de la ecuación de Colebrook y White. Como f aparece en ambos miembros, la ecuación se resuelve por iteración. El diagrama de Moody representa esta misma ecuación. En la zona de transición entre ambos regímenes, el flujo es inestable.
Ejemplo
Agua a 20 °C circula a 30 metros cúbicos por hora por una tubería de acero nueva con un diámetro interior de 80 mm. La velocidad es 1,66 m/s y el número de Reynolds aproximadamente 132.000, por lo que el flujo es turbulento. El factor de fricción se aproxima a 0,020 y la pérdida de presión en 100 metros es de unos 0,34 bar, o 3,5 metros de columna de agua.
Límites
El cálculo abarca fluidos incompresibles en tuberías circulares llenas. Las rugosidades son valores aproximados para tuberías nuevas. Las líneas envejecidas presentan pérdidas sensiblemente mayores. La diferencia de elevación y las pérdidas en bombas y equipos se añaden por separado.
Preguntas frecuentes
¿Cuánta presión se pierde en 100 ft de tubería?
Por ejemplo, 100 ft de tubería con un diámetro interior de 50 mm pierden 0,3864 bar a 7 m³/h. Se aplica la ecuación de Darcy y Weisbach a flujo laminar con una densidad de 900 kg/m³ y una viscosidad de 100 mPa·s, sin pérdidas localizadas ni diferencias de elevación.
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