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Calculadora de velocidad de flujo de tuberías
Calcule la velocidad de flujo v = 4Q/(πd²), el número de Reynolds y compárelo con los límites de velocidad recomendados para sistemas hidráulicos y de agua.
Resultados
Fórmula de velocidad de flujo
La velocidad media del flujo en una tubería circular se deriva de la ecuación de continuidad Q = v × A:
- v — velocidad media del flujo (m/s)
- Q — caudal volumétrico (m³/s)
- d — diámetro interior de la tubería (m)
- A — área de la sección transversal de la tubería (m²)
Número de Reynolds
El número de Reynolds determina el régimen de flujo: laminar, transicional o turbulento:
- Re < 2300 — Flujo laminar (suave y ordenado)
- 2300 ≤ Re ≤ 4000 — Transicional (inestable)
- Re > 4000 — Flujo turbulento (caótico, mayor fricción)
Límites de velocidad recomendados
| Tipo de línea | Velocidad (m/s) | Velocidad (pies/s) | Notas |
|---|---|---|---|
| Succión hidráulica | 0,5 – 1,5 | 1.6 – 4.9 | Evite la cavitación en la entrada de la bomba |
| Presión hidráulica | 3.0 – 6.0 | 9.8 – 19.7 | Hasta 7 m/s para recorridos cortos |
| Retorno hidráulico | 2.0 – 4.0 | 6.6 – 13.1 | Se aceptan tuberías de baja presión y mayor tamaño. |
| Abastecimiento de agua | 1.0 – 3.0 | 3.3 – 9.8 | Límite de ruido ~2,5 m/s en edificios |
| Vapor (saturado) | 20 – 40 | 66 – 131 | Alta velocidad típica del vapor |
| Aire comprimido | 6 – 15 | 20 – 49 | Mayor velocidad = mayor caída de presión |
Referencia de programación de tuberías: diámetro interior a partir del diámetro exterior y espesor de pared
Tamaños comunes de tuberías de acero (Cédula 40) con diámetro exterior, espesor de pared y diámetro interior:
| Nominal | Diámetro exterior (mm) | Pared (mm) | Diámetro interior (mm) |
|---|---|---|---|
| DN15 (½″) | 21.3 | 2.77 | 15.8 |
| DN20 (¾″) | 26.7 | 2.87 | 20.9 |
| DN25 (1″) | 33.4 | 3.38 | 26.6 |
| DN32 (1¼″) | 42.2 | 3.56 | 35.1 |
| DN40 (1½″) | 48.3 | 3.68 | 40.9 |
| DN50 (2″) | 60.3 | 3.91 | 52.5 |
| DN65 (2½″) | 73.0 | 5.16 | 62.7 |
| DN80 (3″) | 88.9 | 5.49 | 77.9 |
| DN100 (4″) | 114.3 | 6.02 | 102.3 |
| DN150 (6″) | 168.3 | 7.11 | 154.1 |
| DN200 (8″) | 219.1 | 8.18 | 202.7 |
Ejemplo práctico
Dada: Q = 60 L/min, diámetro interior de la tubería = 25 mm, viscosidad del aceite = 32 cSt
Convertir: Q = 60 / 60000 = 0,001 m³/s, d = 0,025 m
A = π/4 × 0,025² = 4,909 × 10⁻⁴ m²
v = 0,001 / 4,909×10⁻⁴ = 2,04 m/s
Re = 2,04 × 0,025 / (32 × 10⁻⁶) = 1,592 → Laminar
La velocidad de 2,04 m/s está dentro del rango recomendado para líneas de presión (3–6 m/s es óptimo, pero 2 m/s es aceptable).
⚠️ Nota: La velocidad calculada es la velocidad media a lo largo de la sección transversal de la tubería. La velocidad real varía desde cero en la pared hasta el máximo en el centro (perfil parabólico para flujo laminar).
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