Calculadora de pérdida de presión en tuberías
Calcula la pérdida de presión por fricción a lo largo de una tubería llena con la ecuación de Darcy-Weisbach. Introduce el caudal, un tamaño Schedule 40 o cualquier diámetro interior, la longitud y el material de la tubería, y obtén la caída de presión en psi y kPa, la pérdida de carga, la velocidad, el número de Reynolds y el factor de fricción de Colebrook, con accesorios y cambio de altura opcionales.
Última actualización:
cP = mPa·s; cSt × densidad en g/cm³ = cP
p. ej. codo de 90° ≈ 0.3–0.9, válvula de compuerta abierta ≈ 0.2, derivación de te ≈ 1.0–1.8
Misma unidad que la longitud; negativo si la salida está más baja
Cómo usar Calculadora de pérdida de presión en tuberías
- Introduce el caudal y elige el fluido.
- Elige el tamaño de la tubería (Schedule 40) o introduce un diámetro interior personalizado.
- Introduce la longitud y elige el material de la tubería según su rugosidad.
- Opcionalmente, añade ΣK para codos, válvulas y tes, y la subida de altura.
- Consulta la caída de presión y la pérdida de carga, y usa la tabla para ver cómo cambia la pérdida con el caudal.
Fórmulas de caída de presión
- Velocidad: v = Q ÷ (π D² / 4)
- Número de Reynolds: Re = ρ v D ÷ μ
- Darcy-Weisbach: ΔP = f × (L / D) × ρ v² / 2; pérdida de carga h_f = ΔP ÷ (ρ g)
- Factor de fricción laminar: f = 64 ÷ Re (Re < 2,300)
- Colebrook-White (turbulento): 1/√f = −2 log₁₀(ε/(3.7 D) + 2.51/(Re √f))
- Haaland (explícita): 1/√f = −1.8 log₁₀[(ε/D / 3.7)^1.11 + 6.9/Re]
- Pérdidas menores: ΔP = ΣK × ρ v² / 2; altura: ΔP = ρ g Δz
Este es el factor de fricción de Darcy. Algunas referencias usan el factor de Fanning, que es la cuarta parte. En la zona de transición (Re 2,300–4,000) el factor de fricción real es incierto; ahí la calculadora usa Colebrook, que suele ser conservador.
Rugosidad típica de tuberías
| Material de la tubería | ε (mm) | ε (in) |
|---|---|---|
| PVC, CPVC, cobre, tubo estirado | 0.0015 | 0.00006 |
| PE / PEX | 0.007 | 0.0003 |
| Acero inoxidable | 0.015 | 0.0006 |
| Acero comercial (nuevo) | 0.045 | 0.0018 |
| Hierro fundido asfaltado | 0.12 | 0.0047 |
| Acero galvanizado | 0.15 | 0.006 |
| Hierro fundido (nuevo) | 0.26 | 0.010 |
| Hormigón | 0.3–3 | 0.012–0.12 |
| Acero remachado | 0.9–9 | 0.035–0.35 |
Coeficientes de pérdida típicos de accesorios (K)
| Accesorio | K aproximado |
|---|---|
| Codo de 90°, radio largo | 0.2–0.4 |
| Codo de 90°, roscado estándar | 0.7–1.5 |
| Codo de 45° | 0.2–0.4 |
| Te, flujo en línea recta | 0.2–0.6 |
| Te, flujo por la derivación | 1.0–1.8 |
| Válvula de compuerta, totalmente abierta | 0.1–0.2 |
| Válvula de globo, totalmente abierta | 6–10 |
| Válvula de retención de clapeta | 2 |
| Entrada de tubería con arista viva / salida a depósito | 0.5 / 1.0 |
Los valores K varían según el tamaño y el fabricante. Usa datos de catálogo para el diseño y añade un margen por el envejecimiento de la tubería.
Preguntas frecuentes
¿Qué es la ecuación de Darcy-Weisbach?
ΔP = f × (L/D) × ρv²/2, donde f es el factor de fricción de Darcy, L la longitud de la tubería, D el diámetro interior, ρ la densidad del fluido y v la velocidad media. Dividida entre ρg da la pérdida de carga h_f = f (L/D) v²/(2g). Sirve para cualquier líquido newtoniano y para gases cuando la caída de presión es pequeña en comparación con la presión.
¿Cómo se obtiene el factor de fricción?
En flujo laminar (Re < 2,300) f = 64/Re. En flujo turbulento, esta calculadora resuelve por iteración la ecuación de Colebrook-White 1/√f = −2 log₁₀(ε/3.7D + 2.51/(Re√f)), que es lo que representa el diagrama de Moody. La fórmula explícita de Haaland se muestra como comprobación; normalmente difiere en un 2% como mucho.
¿Qué rugosidad debo usar?
Los valores típicos de rugosidad absoluta son unos 0.0015 mm para PVC, cobre y tubo estirado, 0.045 mm para acero comercial nuevo, 0.15 mm para acero galvanizado y 0.26 mm para hierro fundido nuevo. Una tubería vieja, corroída o con incrustaciones puede ser varias veces más rugosa, así que añade margen por envejecimiento.
¿Cómo añaden caída de presión los accesorios?
Cada accesorio añade ΔP = K × ρv²/2, donde K es su coeficiente de pérdida. Suma los valores K de todos los codos, tes y válvulas e introduce ΣK. La calculadora también muestra la longitud equivalente de tubería recta que causaría la misma pérdida (K × D / f).
¿Cuál es la diferencia entre pérdida de carga y caída de presión?
Son la misma pérdida en unidades distintas. La pérdida de carga se expresa como altura de columna de fluido (pies o metros) y la caída de presión como presión. Para el agua, 1 psi ≈ 2.31 ft de carga. Las curvas de bombas usan carga; los manómetros miden presión.
¿Por qué al duplicar el caudal la caída de presión se multiplica aproximadamente por cuatro?
En flujo turbulento ΔP es proporcional a v², y el factor de fricción cambia solo lentamente, así que el doble de caudal da entre 3.5 y 4 veces la pérdida. En flujo laminar la pérdida es directamente proporcional al caudal. La tabla bajo los resultados lo muestra para tu tubería.
¿Es mejor Darcy-Weisbach que Hazen-Williams?
Darcy-Weisbach es válida para cualquier fluido, temperatura y régimen de flujo, mientras que Hazen-Williams es una fórmula empírica limitada al agua a temperaturas normales en flujo turbulento. Los resultados son similares para agua fría en tuberías típicas, pero Darcy-Weisbach es preferible para aceites, agua caliente y tuberías pequeñas.
¿Se prueban todas las herramientas de FreeToolCabin para comprobar su calidad y precisión?
Sí. Cada herramienta del sitio pasa pruebas automáticas en navegadores reales para comprobar que el resultado es correcto y que no hay errores. Si encuentras un fallo o tienes una sugerencia, escríbenos a [email protected] y lo revisaremos.