¿Qué es la calculadora de pérdida de presión de Darcy-Weisbach?
Esta calculadora estima la pérdida de presión (pérdida de carga) de un fluido que circula por una tubería circular debido al rozamiento con la pared. Se basa en la ecuación de Darcy-Weisbach, la relación más aceptada en mecánica de fluidos tanto para flujo laminar como turbulento. La herramienta es universal y trabaja en unidades del SI (metros, kilogramos, segundos).
Cómo usarla
Introduce el factor de fricción de Darcy (\(f\)), la longitud de la tubería (\(L\)) en metros, el diámetro interior (\(D\)) en metros, la densidad del fluido (\(\rho\)) en kg/m³ y la velocidad media del flujo (\(v\)) en m/s. La calculadora devuelve la pérdida de presión en pascales, kilopascales y bar, además de la pérdida de carga equivalente expresada en metros de columna de fluido.
La fórmula explicada
La ecuación de Darcy-Weisbach es $$\Delta P = \text{f} \cdot \frac{\text{L}}{\text{D}} \cdot \frac{1}{2}\, \rho\, \text{v}^{2}$$ El factor de fricción \(f\) recoge el efecto combinado de la rugosidad de la tubería y el número de Reynolds (puede obtenerse del diagrama de Moody o calcularse con la ecuación de Colebrook). El término \(\frac{1}{2}\rho v^{2}\) es la presión dinámica del flujo. La pérdida de carga se obtiene dividiendo \(\Delta P\) entre \(\rho g\), donde \(g = 9{,}80665 \ \text{m/s}^2\).
Ejemplo resuelto
Para \(f = 0{,}02\), \(L = 100 \ \text{m}\), \(D = 0{,}1 \ \text{m}\), \(\rho = 1000 \ \text{kg/m}^3\) y \(v = 2 \ \text{m/s}\): $$\Delta P = 0{,}02 \times \frac{100}{0{,}1} \times 0{,}5 \times 1000 \times 2^2 = 0{,}02 \times 1000 \times 0{,}5 \times 1000 \times 4 = 40\,000 \ \text{Pa} = 40 \ \text{kPa} = 0{,}4 \ \text{bar}$$ La pérdida de carga es \(\frac{40000}{1000 \times 9{,}80665} \approx 4{,}08 \ \text{m}\).
Preguntas frecuentes
¿De dónde saco el factor de fricción? Para flujo laminar (\(Re < 2300\)), \(f = \frac{64}{Re}\). Para flujo turbulento utiliza el diagrama de Moody o la ecuación de Colebrook-White en función de la rugosidad relativa y el número de Reynolds.
¿Incluye las pérdidas localizadas? No. Esta ecuación solo calcula la pérdida principal (por rozamiento) a lo largo de un tramo recto de tubería. Las pérdidas localizadas por accesorios, válvulas y codos deben sumarse aparte.
¿Por qué la velocidad está elevada al cuadrado? La pérdida de presión por rozamiento es proporcional a la energía cinética del flujo, que depende de \(v^2\), de modo que duplicar la velocidad multiplica aproximadamente por cuatro la pérdida.
