Calculadora de pérdida de carga
Estima la pérdida de carga de agua en tubería recta con Hazen-Williams usando el caudal, el diámetro interior, el valor de rugosidad y la longitud de tubería.
Varía según el material y estado de la tubería, por ejemplo 150 para PVC nuevo.
Resultado
0,585 ft/100ft
100 GPM por una tubería de 4 in (C=150) pierde unos 0,585 ft de carga por cada 100 ft
Respuesta rápida
Una calculadora de pérdida de carga usa el caudal, el diámetro de la tubería y un valor C de Hazen-Williams para estimar la pérdida de carga de agua. Con 100 GPM por una tubería de 4 pulgadas y C = 150, la pérdida es 0,585 pies por cada 100 pies. En 500 pies, la pérdida es 2,926 pies.
Pérdida de carga en tuberías de agua para revisar diseños
Una calculadora de pérdida de carga estima la energía que se pierde al moverse el agua por una tubería llena. Esta herramienta usa Hazen-Williams. El método es habitual en trabajos de agua y protección contra incendios. Más caudal aumenta la pérdida rápidamente. Una tubería más ancha reduce la pérdida rápidamente. El valor C representa la suavidad de la tubería elegida. La herramienta muestra la pérdida por cada 100 pies. Un dato de longitud también da la pérdida total en tubería recta. Los fontaneros y diseñadores pueden usar el resultado para una revisión temprana. El método es solo para agua, no para todos los fluidos. Un trabajo con normativa aún necesita los datos correctos de la tubería. También deben revisarse accesorios, altura, presión de salida, sobrepresión y demanda. Algunos sistemas necesitan software aprobado y un diseño firmado. Usa esta respuesta como una parte de una revisión completa de presión y caudal para todo el sistema.
La fórmula de Hazen-Williams para pérdida de carga en agua
Los accesorios, codos, válvulas y cambios de elevación deben calcularse por separado. El resultado de pérdida de carga representa las pérdidas por fricción en tramos rectos de tubería.
- h100 = 0,2083 x (100 ÷ C)^1,852 x Q^1,852 ÷ d^4,8655.
- Pérdida de carga total = h100 x (Longitud de tubería ÷ 100).
h100: pies de agua por cada 100 pies de tubería.
Q: galones por minuto.
C: valor de Hazen-Williams.
d: diámetro interior real en pulgadas.
Longitud de tubería: tramo recto en pies.
Cómo usar la calculadora de pérdida de carga en 5 pasos
Datos de entrada
- Caudal: caudal de agua en GPM.
- Diámetro interior: diámetro real de la tubería en pulgadas.
- Valor C: valor de rugosidad de la tubería para el caso de diseño.
- Longitud: tramo recto opcional en pies.
Pasos
- Confirma que el fluido es agua.
- Introduce el caudal.
- Introduce el diámetro interior.
- Introduce el valor C.
- Añade la longitud para la pérdida total.
Ejemplo de pérdida de carga con desarrollo completo
El caudal es 100 GPM, el diámetro interior es 4 in, el valor C es 150, y la longitud es 500 ft.
- Calcula h100: 0,2083 x (100 ÷ 150)^1,852 x 100^1,852 ÷ 4^4,8655.
- Relación de rugosidad: (100 ÷ 150)^1,852 = 0,4719.
- Factor de caudal: 100^1,852 = 5.058,25.
- Factor de diámetro: 4^4,8655 = 849,8121.
- Pérdida de carga por 100 ft: 0,2083 x 0,4719 x 5.058,25 ÷ 849,8121 = 0,5851 ft.
- Pérdida total: 0,5851 x (500 ÷ 100) = 2,9256 ft.
La pérdida es 0,585 ft por cada 100 ft y 2,926 ft en 500 ft, redondeado a tres decimales.
Cuándo Hazen-Williams sirve para una revisión de diseño de tubería de agua
Usa esta herramienta para una revisión temprana de tubería de agua cuando el trabajo acepta Hazen-Williams. Usa Darcy-Weisbach o el método exigido por el trabajo para otros fluidos o rangos de temperatura más amplios.
Para cálculos relacionados de velocidad y caudal de fluidos, consulta el centro de calculadoras de ingeniería y el glosario.
Supuestos
- El fluido es agua.
- El caudal es estable y la tubería está llena.
- El diámetro interior es correcto.
- El valor C corresponde a la tubería y su antigüedad.
- La pérdida total cubre solo tubería recta.
Limitaciones
- Esta calculadora usa la fórmula de Hazen-Williams, que aplica solo al flujo de agua y no es precisa para otros fluidos.
- No se incluyen accesorios ni válvulas.
- La altura y la presión de salida son aparte.
- No se modelan sobrepresiones ni aire atrapado.
- Los trabajos con normativa pueden necesitar una revisión firmada.
En la práctica
El tamaño nominal de tubería es una fuente frecuente de error cuando el diámetro real es menor. Revisa la tabla de tamaños del fabricante, porque un pequeño cambio de diámetro puede alterar mucho el resultado.
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Preguntas frecuentes sobre la pérdida de carga en agua
¿Por qué el diámetro de la tubería cambia tanto la pérdida de carga?
El diámetro tiene un exponente grande en la fórmula, así que un pequeño cambio de diámetro puede causar un gran cambio en la pérdida. Usa el diámetro interior real. No uses el tamaño nominal de tubería; revisa la tabla del fabricante para el diámetro exacto.
¿Qué significa el valor C de Hazen-Williams?
El valor C de Hazen-Williams muestra la suavidad de la tubería para el caso de diseño elegido. El tipo de tubería, la antigüedad, el desgaste y el revestimiento pueden cambiar el valor con el tiempo. Usa un número de la normativa del trabajo, el fabricante o la guía de diseño.
¿El resultado incluye codos y válvulas?
El resultado de la calculadora cubre solo la fricción en el tramo recto de tubería introducido. Codos, tes, válvulas, medidores y entradas añaden más pérdida. Añade cada elemento con un valor de pérdida aprobado, luego revisa la carga total para todo el recorrido.
¿Es válido Hazen-Williams para aceite u otros fluidos?
Hazen-Williams es una regla solo para agua que no usa directamente la viscosidad del fluido en el cálculo. Usa Darcy-Weisbach u otro método exigido para aceite, gas u otros fluidos. Sigue la normativa del trabajo cuando la temperatura del agua u otras condiciones queden fuera del rango aceptado.
¿En qué se diferencia esto de una calculadora de GPM?
Una calculadora básica de GPM halla el volumen movido en el tiempo, mientras que esta herramienta estima la pérdida de carga en la tubería. La revisión de fricción parte de un GPM conocido y los datos de la tubería. El dimensionamiento de tuberías puede necesitar ambos resultados más revisiones de presión y velocidad.
Fuentes
Última actualización: . Revisado para verificar su exactitud con la fórmula anterior.