¿Qué es la altura de velocidad?
La altura de velocidad es la parte de la energía total de un fluido que se debe a su movimiento, expresada como la altura equivalente de una columna de fluido. Es uno de los tres términos de la ecuación de Bernoulli, junto con la altura de presión y la altura geométrica (de elevación). La altura de velocidad indica a los ingenieros qué proporción de la energía del flujo es cinética, un dato fundamental para dimensionar tuberías, analizar sistemas de bombeo y estimar las pérdidas de carga, tanto las localizadas como las continuas.
Cómo usar esta calculadora
Introduce la velocidad del flujo del fluido en metros por segundo y la aceleración de la gravedad (por defecto, 9,81 m/s² en la Tierra). La calculadora devuelve al instante la altura de velocidad en metros de columna de fluido. Como la altura de velocidad depende únicamente de la velocidad y de la gravedad, el resultado es independiente de la densidad del fluido.
La fórmula explicada
La ecuación de la altura de velocidad es:
$$h_v = \frac{\text{Velocidad}^{2}}{2 \cdot \text{Gravedad}}$$
Donde \(v\) es la velocidad media del flujo y \(g\) es la aceleración de la gravedad. Al elevar la velocidad al cuadrado, la altura crece muy deprisa a medida que aumenta la velocidad: si se duplica la velocidad, la altura de velocidad se cuadruplica. El denominador \(2g\) convierte la energía cinética por unidad de peso en una unidad de longitud.
Ejemplo resuelto
Supongamos que el agua circula por una tubería a 3 m/s en la Tierra (g = 9,81 m/s²). Entonces $$h_v = \frac{3^{2}}{2 \times 9{,}81} = \frac{9}{19{,}62} = 0{,}4587 \text{ metros}.$$ El agua en movimiento transporta una energía cinética equivalente a una columna de fluido de 0,46 m de altura.
Preguntas frecuentes
¿Influye el tipo de fluido en la altura de velocidad? No. La altura de velocidad depende solo de la velocidad y de la gravedad, así que el agua, el aceite y el aire a la misma velocidad tienen la misma altura de velocidad expresada en metros de su propia columna.
¿En qué unidades se obtiene el resultado? En metros de columna de fluido cuando la velocidad está en m/s y g en m/s². Si trabajas con el sistema anglosajón (habitual en EE. UU.), usa ft/s y 32,174 ft/s² para obtener el resultado en pies.
¿Por qué es importante la altura de velocidad? Se utiliza en la ecuación de Bernoulli y en el cálculo de las pérdidas localizadas (accesorios, válvulas), donde la pérdida suele ser un coeficiente multiplicado por la altura de velocidad.
