¿Qué es la calculadora de PSI a GPM?
Esta herramienta estima el caudal volumétrico en galones por minuto (GPM) de agua que atraviesa un orificio circular, partiendo de la presión aguas arriba en libras por pulgada cuadrada (PSI), el diámetro de la abertura y un coeficiente de descarga. Conviene recordar que PSI y GPM son unidades del sistema estadounidense; si trabajas con bar y litros por minuto, tendrás que convertir los valores. Se usa de forma habitual en protección contra incendios, riego, fontanería y diseño de sistemas hidráulicos para anticipar cuánta agua fluirá cuando la presión la empuja a través de una boquilla o un agujero.
Cómo utilizarla
Introduce tres datos: la presión del agua (PSI), el diámetro del orificio en pulgadas y el coeficiente de descarga (Cd). El coeficiente de descarga refleja las pérdidas de energía y la contracción del chorro en la abertura: una boquilla lisa y redondeada ronda los 0,97–0,99, mientras que un orificio de borde afilado se acerca más a 0,62. Pulsa en calcular para ver el caudal estimado.
La fórmula al detalle
La ecuación estándar de flujo por orificio es:
$$\text{GPM} = 29{,}84 \times \text{C}_{d} \times d^{2} \times \sqrt{\text{PSI}}$$
Aquí 29,84 es una constante de unidades que agrupa la gravedad, la densidad del fluido y los factores de conversión para el sistema estadounidense; Cd es el coeficiente de descarga (sin dimensiones); d es el diámetro del orificio en pulgadas; y PSI es la presión diferencial. El caudal crece con el cuadrado del diámetro y con la raíz cuadrada de la presión, de modo que duplicar la presión solo aumenta el flujo en torno a un 41 %, mientras que duplicar el diámetro lo cuadruplica.
Ejemplo resuelto
Imagina agua a 40 PSI que circula por un orificio de 0,5 pulgadas con un coeficiente de descarga de 0,97. Entonces $$\text{GPM} = 29{,}84 \times 0{,}97 \times 0{,}5^{2} \times \sqrt{40} = 29{,}84 \times 0{,}97 \times 0{,}25 \times 6{,}3246 \approx 45{,}76 \text{ GPM}.$$
Preguntas frecuentes
¿Qué coeficiente de descarga debo usar? Emplea ~0,97 para una boquilla lisa, ~0,80 para un tubo corto típico y ~0,62 para un orificio de borde afilado.
¿Sirve para cualquier líquido? La constante 29,84 da por hecho que se trata de agua en condiciones estándar. Para otros fluidos el resultado será aproximado, ya que la densidad y la viscosidad varían.
¿Por qué el caudal es proporcional a la raíz cuadrada de la presión? La presión se transforma en velocidad según el principio de Bernoulli, donde la velocidad es proporcional a la raíz cuadrada de la altura de presión.
