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Calculadora de caudal: Q = A × v y ecuación de continuidad

Calcula el caudal de una tubería a partir de su diámetro y la velocidad del fluido, y usa la ecuación de continuidad para hallar la velocidad en un tramo más angosto.

Diámetro del tubo 1

Velocidad del fluido en el tubo 1

Diámetro del tubo 2

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Cómo funciona

Q = A × v, A = π × (d ÷ 2)² · Continuidad: A₁ × v₁ = A₂ × v₂ ⇒ v₂ = A₁ × v₁ ÷ A₂

El caudal (o gasto) es el volumen de fluido que pasa por una sección en cada segundo, y se calcula multiplicando el área de la sección del tubo por la velocidad media del fluido: Q = A × v. En un fluido incompresible la masa se conserva, así que el caudal es el mismo en todo el tubo: A₁ × v₁ = A₂ × v₂. Por eso el agua se acelera donde el tubo se angosta: si el diámetro se reduce a la mitad, el área queda en la cuarta parte y la velocidad se multiplica por cuatro. Es lo que pasa cuando aprietas la punta de la manguera del jardín.

Ejemplo resuelto

Por un tubo de 0.05 m (5 cm) de diámetro circula agua a 2 m/s. El área es π × 0.025² = 0.001963 m², así que Q = 0.001963 × 2 = 0.003927 m³/s, unos 3.93 L/s o 235.6 L/min. Donde el tubo se reduce a 0.025 m (área de 0.000491 m²), la velocidad sube a 0.003927 ÷ 0.000491 = 8 m/s.

Fuentes: Continuity equation — Wikipedia

Preguntas frecuentes

¿Qué es la ecuación de continuidad?

Para un fluido incompresible dice que A₁ × v₁ = A₂ × v₂: el producto del área de la sección por la velocidad es constante a lo largo del tubo. Expresa la conservación de la masa: el volumen que entra por segundo en un tramo tiene que salir por el siguiente.

¿Por qué el agua va más rápido en un tubo más angosto?

Porque el mismo volumen por segundo tiene que pasar por un área menor. Como el área depende del cuadrado del diámetro, reducir el diámetro a la mitad deja un cuarto del área y cuadruplica la velocidad.

¿Cómo convierto m³/s a litros por segundo?

Multiplica por 1,000, porque un metro cúbico tiene 1,000 litros: 0.004 m³/s son 4 L/s. Para pasar a litros por minuto, multiplica los L/s por 60.

¿Cómo se calcula el caudal de una llave o una tubería en casa?

La forma más práctica es medir cuánto tarda en llenarse un recipiente de volumen conocido: si una cubeta de 10 L se llena en 40 s, el caudal es 10 ÷ 40 = 0.25 L/s, o 15 L/min.

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Esta calculadora tiene fines informativos. Verifica los resultados importantes antes de tomar decisiones.