Calculadora de diámetro equivalente de ducto (rectangular a circular, Huebscher)
Convierte un ducto rectangular de aire acondicionado a su diámetro circular equivalente con la fórmula de Huebscher (ASHRAE): diámetro hidráulico, relación de aspecto, velocidad del aire y pérdida por fricción.
Cómo funciona
Huebscher (ASHRAE Fundamentals, capítulo de diseño de ductos): De = 1.30 × (a·b)^0.625 / (a + b)^0.25 · diámetro hidráulico Dh = 2ab/(a + b) · velocidad = caudal ÷ área · pérdida por fricción en ducto circular galvanizado ≈ 0.109136 × CFM^1.9 / De^5.02 in. w.g. por cada 100 ft (1 in. w.g./100 ft = 8.17 Pa/m).
Un ducto rectangular con el mismo caudal tiene más fricción que uno circular de igual área, porque sus esquinas añaden superficie mojada. El diámetro equivalente de Huebscher, usado por ASHRAE y SMACNA, es el ducto circular que tiene la misma pérdida de presión por unidad de longitud con el mismo caudal, de modo que las gráficas de fricción y los ductuladores de ducto circular sirven para ductos rectangulares. El diámetro equivalente es mayor que el diámetro hidráulico, y un ducto rectangular que lleva el mismo caudal trabaja a menor velocidad que su circular equivalente. Las relaciones de aspecto mayores de 4 : 1 gastan más lámina y presión para la misma capacidad.
Ejemplo resuelto
Un ducto de 400 × 250 mm: De = 1.30 × (100,000)^0.625 / (650)^0.25 = 1.30 × 1,333.5 / 5.049 = 343.3 mm, así que equivale a un ducto circular de 343 mm (siguiente diámetro comercial 355 mm). Su diámetro hidráulico es solo 307.7 mm y la relación de aspecto 1.60 : 1. Con 1,500 m³/h el aire circula a 4.17 m/s en el ducto rectangular y la pérdida por fricción es de unos 0.74 Pa/m, cerca de los 0.8–1 Pa/m habituales en el método de igual fricción.
Fuentes: ASHRAE Handbook — Fundamentals, Chapter 21 Duct Design (Huebscher equivalent diameter) · Hydraulic diameter and equivalent duct diameter — The Engineering ToolBox
Preguntas frecuentes
¿Por qué el diámetro equivalente no es el de igual área?
Con igual área se tendría la misma velocidad, pero el ducto rectangular tiene mayor perímetro y por lo tanto más fricción. La fórmula de Huebscher busca el diámetro circular con la misma fricción para el mismo caudal, que resulta un poco menor en área que el rectángulo: un ducto de 400 × 250 (0.1 m²) equivale a uno circular de 343 mm (0.093 m²).
¿Qué diferencia hay entre diámetro equivalente y diámetro hidráulico?
El diámetro hidráulico (4 × área ÷ perímetro) da la misma fricción a la misma velocidad y se usa en el número de Reynolds y en Darcy-Weisbach. El diámetro equivalente da la misma fricción con el mismo caudal y es el que usan las gráficas de dimensionamiento de ductos.
¿Con qué pérdida por fricción se diseñan los ductos?
El método de igual fricción suele usar 0.65–0.8 Pa/m (0.08–0.1 in. w.g. por 100 ft) en sistemas residenciales y comerciales de baja presión, respetando límites de velocidad por ruido: unos 4–5 m/s en ramales.
¿Sirve para ductos ovalados?
No: los ductos ovalados planos usan otra fórmula de diámetro equivalente (Heyt y Díaz) del Manual ASHRAE. Esta calculadora es solo para ductos rectangulares.
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Esta calculadora tiene fines informativos. Verifica los resultados importantes antes de tomar decisiones.