Cómo se relaciona este modelo de caída de presión con la mecánica de fluidos de los libros de texto
Esta página explica qué supone la calculadora, qué correlaciones implementa y cómo compartir un enlace reproducible con sus colegas. El modelo se ejecuta localmente en su navegador: solo ecuaciones deterministas, sin resolver el fluido en un servidor.
Supuestos del modelo (léalos antes de citar resultados)
- Fluido monofásico e incompresible, con densidad y viscosidad uniformes a lo largo de la línea.
- Diámetro interior constante D, rugosidad absoluta ε y velocidad axial media v en la longitud L (flujo desarrollado; no se modelan explícitamente las longitudes de entrada).
- La pérdida en tubo recto usa Darcy–Weisbach con el factor de fricción f de Darcy según la correlación unificada de Churchill (1977), válida en laminar, transicional y turbulento.
- Las pérdidas menores usan ΣK×ρv²/2 con coeficientes K totales definidos por el usuario (tabla de accesorios o K manual). Los valores K y el término de tubo recto usan la misma velocidad de referencia (velocidad axial media en el diámetro interior indicado); emplee datos K coherentes con la geometría real del accesorio (incluidas reducciones o ampliaciones cuando proceda).
- El cambio de elevación usa ΔPz = ρgΔz con g = 9,80665 m/s²; interprete el signo según su sistema de coordenadas (un Δz positivo hacia arriba aumenta el requisito de presión estática).
- No se modelan transferencia de calor, compresibilidad, flujo multifásico, reología no newtoniana, efectos transitorios o no estacionarios, iteración del punto de operación de bomba/sistema ni estudios detallados de NPSH.
Normas, correlaciones y lectura adicional
- Churchill, S.W. (1977), «Friction-factor equation spans all fluid-flow regimes», Chemical Engineering, 84(24), 91–92 — correlación explícita unificada f(Re, ε/D) implementada aquí en lugar de Colebrook–White iterativo.
- Moody, L.F. (1944), «Friction factors for pipe flow», Transactions of ASME — contexto del diagrama clásico f–Re; esta aplicación usa la correlación de Churchill para una forma cerrada única en todos los regímenes.
- Bird, R.B., Stewart, W.E. y Lightfoot, E.N., Fenómenos de transporte (2.ª ed., Wiley) — formulación de Darcy–Weisbach y balance de energía mecánica en sistemas de tuberías.
- Idelchik, I.E., Manual de resistencia hidráulica — contexto sobre coeficientes de pérdida local (K) y catálogos de accesorios.
- Crane Co., Flujo de fluidos a través de válvulas, accesorios y tuberías (TP-410) — práctica industrial de valores K (la ayuda de accesorios de esta herramienta se inspira en tablas al estilo TP-410). Combíela con la calculadora de coeficiente K de este sitio cuando necesite construir ΣK fila a fila.
- Cuando el contrato o la práctica heredada de redes de agua exijan Hazen–Williams, no sustituya el resultado de Darcy–Weisbach sin reconvertir los supuestos; Hazen–Williams es empírico y no explicita el Reynolds.
URL compartible (la consulta codifica entradas en SI)
Use «Copiar enlace compartible» bajo las tablas. Las claves de consulta están en SI: rho (kg/m³), mu (Pa·s), D (m), L (m), eps (m, rugosidad absoluta), v (m/s), z (m, cambio de elevación), K (coeficiente total de pérdida menor). Al abrir el enlace se restauran las entradas; pulse Calcular de nuevo para actualizar salidas. Las filas de pérdida menor se colapsan a un solo K personalizado cuando K está en la URL, para mantener coherentes los totales.
Preguntas frecuentes
- ¿Cuándo se prefiere Darcy–Weisbach frente a Hazen–Williams?
- Para líquidos y gases en general, cuando puede suministrar ρ, μ, ε y le importa la fricción dependiente del Reynolds, Darcy–Weisbach es el camino más fundamental. Hazen–Williams es un atajo empírico para tuberías de agua con una ventana de validez estrecha; sigue siendo habitual en hidráulica municipal, pero no debe mezclarse a ciegas con vapor, hidrocarburos u otros fluidos que no sean agua.
- ¿Por qué mi medición de campo puede no coincidir con esta calculadora?
- Las instalaciones reales tienen accesorios no tabulados, válvulas parcialmente abiertas, envejecimiento de tubería, depósitos, viscosidad dependiente de la temperatura, efectos de entrada y diferencias en la ubicación de instrumentos. Trate la salida como ayuda de orden de magnitud o comprobación de diseño, no como un levantamiento certificado de pérdidas.
- ¿Cómo se obtiene el factor de fricción f?
- La herramienta usa la f explícita unificada de Churchill en función de Re y la rugosidad relativa, válida en todos los regímenes, y aplica ΔPf = f (L/D) (ρv²/2). A bajo Re emerge el comportamiento laminar de Hagen–Poiseuille en la misma cadena de cálculo.
- ¿El término de elevación incluye la altura de bomba?
- No. Solo se incluye ρgΔz para una diferencia de carga estática continua entre extremos. Bombas, válvulas de control con estrangulación activa y cortes en la línea de gradiente hidráulico requieren curvas de equipo por separado.
- ¿Qué intervalo de número de Reynolds cubre la implementación de Churchill (1977)?
- Se aplica la misma forma explícita f(Re, ε/D) desde laminar pasando por transicional hasta Reynolds plenamente turbulento para flujo newtoniano en tubos circulares, coherente con el objetivo del artículo original de abarcar regímenes sin cambiar de fórmula.
- ¿Cómo combino esta herramienta con la calculadora de coeficiente K al estilo TP-410 del sitio?
- Construya o audite ΣK en la herramienta de coeficiente de resistencia y pegue aquí el K total (o use la tabla de accesorios de esta página, con práctica de catálogo similar). Mantenga coherente la base de velocidad: ambas herramientas usan el diámetro interior de tubo que usted introduce.
El texto extendido de esta página (títulos, supuestos, referencias, FAQ) puede redactarse o localizarse con asistencia de IA; sigue aplicando el criterio ingenieril y la normativa vigente. Los modelos numéricos se ejecutan localmente en el navegador según la implementación. Para trabajos contractuales o reglamentarios críticos, cite las fuentes normativas primarias y la revisión cualificada.