Calculadora de caudal de boquillas: litros por minuto, velocidad y reacción del chorro según la presión
Calcula el caudal de agua de una boquilla o pitón según el diámetro y la presión en bar, con la velocidad del chorro, la fuerza de reacción y el volumen.
Cómo funciona
Q = Cd × A × √(2P ÷ ρ) · velocidad del chorro v = √(2P ÷ ρ) · reacción ≈ ρ × Q × v · en unidades de EE. UU.: Q (gpm) = 29.84 × Cd × d² (pulg) × √P (psi)
Una boquilla convierte presión en velocidad. Según Bernoulli, la velocidad del chorro es la raíz cuadrada de dos veces la presión entre la densidad: unos 37 m/s a 7 bar, sin importar el tamaño de la boquilla. El caudal es esa velocidad por el área de salida, corregido con un coeficiente de descarga que toma en cuenta la contracción del chorro y la fricción. Un pitón liso y cónico de bomberos se acerca a un Cd ideal de 0.97, mientras que un agujero de arista viva en una placa apenas llega a 0.61. La forma que usan los bomberos, 29.84 × Cd × d² × √P, es la misma física en pulgadas, psi y galones, y se usa en las pruebas de caudal de hidrantes y en la planeación de líneas de manguera. La misma fórmula sirve para hidrolavadoras, aspersores de riego y cualquier orificio.
Ejemplo resuelto
Un pitón de chorro liso de 15 mm (Cd 0.97) trabaja a 7 bar. La velocidad del chorro es √(2 × 700,000 ÷ 998) = 37.5 m/s y el área de salida de 176.7 mm², así que el caudal es 0.97 × 0.0001767 × 37.5 ≈ 385 L/min (23.1 m³/h). La fuerza de reacción ronda los 240 N (24 kgf), lo que un bombero aguanta bien apoyado, y en 10 minutos descarga 3,852 L.
Preguntas frecuentes
¿A qué presión debe trabajar un pitón contra incendios de chorro liso?
Normalmente a unos 3.4 bar (50 psi) en líneas de mano y a 5.5 bar (80 psi) en monitores. Las tablas de hidráulica de bomberos suponen esas presiones.
¿Cómo se mide el caudal de un hidrante?
Se lee la presión con un tubo de Pitot en la salida, se toma el coeficiente de esa salida (0.9 redondeada y lisa, 0.8 en arista viva, 0.7 si sobresale) y se aplica la misma fórmula con el diámetro de salida.
¿Cómo se calcula el caudal que sale por un orificio?
Multiplica el coeficiente de descarga por el área del orificio y por la velocidad del chorro, √(2P ÷ ρ). Con 7.5 mm y 7 bar salen unos 96 L/min.
¿Qué pasa con el caudal si duplico la presión?
Aumenta en un factor de √2, es decir, un 41%. Una boquilla de 15 mm pasa de unos 385 L/min a 7 bar a unos 545 L/min a 14 bar.
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Esta calculadora tiene fines informativos. Verifica los resultados importantes antes de tomar decisiones.