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Relación entre presión y caudal pdf
El momento en el que estás poniendo una bomba de baño en la bañera e intentas relajarte al final de un largo día es el peor momento para que tu caudal baje. Pero si está en un hogar de más de cuatro personas, o su lavavajillas está en marcha mientras está a punto de bañarse, entonces experimentar una caída de presión no es sólo una hipótesis, es algo seguro.Cuando hablamos del agua, solemos hablar de su caudal; de cómo fluye en ríos, arroyos, grandes masas de agua. Pero también existe una definición técnica del flujo de agua: el caudal de agua y cómo afecta a su capacidad para utilizarla cómodamente en su propia casa. Desgraciadamente, en un sector lleno de jerga de fontanero, hay mucha confusión en torno a lo que es el caudal de agua y a si la instalación de un filtro de agua hará que baje la presión.
En primer lugar, entendamos la diferencia entre el caudal de agua y la presión del agua. Pueden parecer términos similares, y ambos tienen que ver con la fricción, pero difieren enormemente: el caudal se refiere a la cantidad de agua que sale del grifo en un tiempo determinado. La presión del agua, en cambio, está determinada por la gravedad y no por la velocidad. La presión del agua en su hogar es la fuerza que se ejerce sobre el agua para llevarla del punto A al punto B.
Presión por caudal y diámetro
Existen varias normas sobre tuberías en todo el mundo, pero podría decirse que las más globales son las derivadas del Instituto Americano del Petróleo (API), en las que las tuberías se clasifican en números de horario.
Estos números de horario guardan relación con la presión nominal de la tubería. Hay once horarios que van desde el más bajo, el 5, pasando por el 10, el 20, el 30, el 40, el 60, el 80, el 100, el 120 y el 140, hasta el horario nº 160. Para las tuberías de tamaño nominal de 150 mm y menores, el Schedule 40 (a veces llamado “peso estándar”) es el más ligero que se especificaría para aplicaciones de vapor.
Independientemente del número de cédula, todos los tubos de un tamaño determinado tienen el mismo diámetro exterior (sin tener en cuenta las tolerancias de fabricación). A medida que aumenta el número de la lista, aumenta el grosor de la pared y se reduce el diámetro interior real. Por ejemplo:
En la norma BS 1600 pueden obtenerse tablas con los números de cédula que se utilizan como referencia para el tamaño nominal de la tubería y el grosor de la pared en milímetros. En la tabla 10.2.1 se comparan los diámetros interiores reales de tubos de diferentes tamaños, para diferentes números de esquema.
Caudal en función de la presión
Los diseñadores de Fluid Power deben tomar decisiones sobre el caudal y la velocidad que se utilizarán para el diseño del sistema. La primera decisión que hay que tomar es el tamaño de la tubería, más concretamente el diámetro interior de la misma. La capacidad de flujo y la velocidad del fluido del sistema son dos factores decisivos para el dimensionamiento de la tubería.
Ref. Tabla 2. Seleccione la columna GPM @ 20 FPS, recorra esta columna hasta encontrar el caudal aproximado de 185 US GPM. Lea la fila horizontalmente y el tamaño nominal de la tubería que se ajusta a los criterios de este ejemplo sería de 2″ sch 80 con un diámetro interno de 1,939″.
En este ejemplo, la presión de trabajo es de 3.500 PSI y supondremos que el entorno no es corrosivo, por lo que no se requiere una tubería de acero inoxidable. También asumimos que la temperatura no es un factor.
Ref. Tabla 3. Acero al carbono – Lea verticalmente hacia abajo la columna del tamaño nominal de la tubería de 2″ hasta que encuentre la clasificación de presión que cumpla o exceda la presión de trabajo. Hay tres presiones nominales que superan los 3.500 PSI. La solución más rentable sería seleccionar la tubería con la presión nominal más cercana a la presión de trabajo.
Calcular el caudal a partir de la presión y el diámetro
Con esta herramienta es posible calcular fácilmente el caudal medio de los fluidos modificando cada una de las tres variables: longitud, presión y diámetro del orificio. Los efectos sobre el caudal previsto se presentan en tres gráficos, en los que se mantienen constantes dos de las variables y se representa el caudal frente a un rango de valores de la tercera.
La cantidad de fluido que se descargará a través de una manguera depende de la presión aplicada en el extremo de alimentación, la longitud de la manguera y el diámetro del orificio. El carácter superficial del orificio, el número y la forma de las curvas incorporadas en el recorrido de la manguera también influyen en el caudal.
Todas las fórmulas para determinar la cantidad de fluido que fluye a través de una manguera en un momento dado son aproximadas. Los gráficos anteriores se han generado a partir de cálculos en los que se asume que la manguera está en buenas condiciones y está colocada en línea recta. En este caso, tendrán una precisión del 10% de los resultados reales obtenidos.