Encuentre el radio hidráulico (área de flujo dividida por el perímetro mojado) para canales rectangulares, circulares y trapezoidales, el término geométrico clave detrás de la ecuación de Manning, Rh = A/P.
Forma y dimensiones del canal
Se supone que la tubería fluye por completo: toda la circunferencia está mojada.
z = 0 gives a rectangular channel; higher z means gentler, wider-sloped banks.
Radio hidráulico
—
Ingrese las dimensiones del canal para calcular Rh.
Flow area UN—
Perímetro mojado P—
Comparar Rh entre formas
Ingrese un conjunto de dimensiones y vea cómo cambia el radio hidráulico en canales rectangulares, circulares (completos) y trapezoidales.
Mayor radio hidráulico
—
Velocidad de recesión
De velocidad
Forma
obs
− λ
Perímetro mojado P
rectangulares
—
—
—
emite
—
—
—
trapezoidal
—
—
—
) / λ
Longitud de onda observada (λ
), nm
Radio hidráulico
—
Longitud de onda que realmente mides, en nanómetros.
4 min de lectura3 pasos6 términos3 ejemplos6 preguntas frecuentesRh = A / P
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Paso a paso
Cómo usar esta calculadora
3 pasos▸
1
Elige una forma de canal e ingresa sus dimensiones
En la pestaña Radio Hidráulico, elige Rectangular, Circular (tubería llena) o Trapezoidal en el selector de forma. Cada forma muestra sus propios campos — ancho de fondo y profundidad para canales rectangulares y trapezoidales, diámetro para una tubería llena, más una pendiente lateral para trapezoides. La calculadora se actualiza al instante mientras escribes.
2
Lee el radio hidráulico, el área y el perímetro mojado
La tarjeta de resultados muestra Rh en metros, junto con el área de flujo A y el perímetro mojado P usados para calcularlo (Rh = A/P). Para una tubería llena, Rh siempre se reduce exactamente a D/4 — una útil verificación de sentido común.
3
Compara formas o trabaja en reversa desde A y P
La pestaña Por Forma compara Rh entre las tres formas para las mismas dimensiones, para que veas cómo la geometría por sí sola lo cambia. La pestaña Área y Perímetro se salta por completo la geometría — ingresa un área y perímetro mojado ya conocidos para obtener Rh = A/P directamente.
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Referencia
Fórmula y metodología
4 fórmulas▸
Radio hidráulico
Rh = A / P
El área de flujo A (m²) dividida entre el perímetro mojado P (m) — la longitud del contorno del canal realmente en contacto con el fluido. Rh tiene unidades de longitud (m) y es el término geométrico clave en ecuaciones de flujo en canal abierto como las de Manning y Chezy.
Canal abierto rectangular
A = b·y, P = b + 2y
El ancho de fondo b por la profundidad de flujo y da el área. El perímetro mojado es el fondo más ambos lados — la parte superior está abierta al aire y no se moja.
Tubería circular llena
A = πD²/4, P = πD, Rh = D/4
Cuando una tubería circular corre completamente llena, toda la circunferencia se moja. La razón área entre perímetro se simplifica exactamente a un cuarto del diámetro, independientemente de cualquier otro cálculo.
Canal trapezoidal
A = y(b + zy), P = b + 2y√(1+z²)
Ancho de fondo b, profundidad y, y pendiente lateral z (recorrido horizontal por unidad de elevación vertical, expresado como z:1). Establecer z = 0 colapsa las fórmulas del trapezoide exactamente al caso rectangular.
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Glosario
Términos clave explicados
6 términos▸
Radio hidráulicoLa razón entre el área de flujo de la sección transversal de un canal y su perímetro mojado (Rh = A/P), medida en metros. No es un radio geométrico verdadero — el nombre es histórico — sino un factor de forma que captura qué tan eficientemente una sección transversal transporta flujo en relación con su contorno generador de fricción.
Perímetro mojadoLa longitud del contorno del canal o tubería que está en contacto directo con el fluido en movimiento. En un canal abierto esto excluye la superficie libre del agua en la parte superior; en una tubería llena es toda la circunferencia.
Área de flujoEl área de la sección transversal del fluido perpendicular a la dirección del flujo — el área que expondría un corte a través del canal o tubería.
Canal abiertoUn conducto, como un canal, zanja o tubería parcialmente llena, donde el flujo tiene una superficie libre expuesta a la atmósfera en lugar de estar completamente cerrado y presurizado.
Ecuación de ManningUna fórmula empírica ampliamente usada para la velocidad de flujo en canal abierto, v = (1/n)·Rh^(2/3)·S^(1/2), donde n es un coeficiente de rugosidad y S es la pendiente del canal. El radio hidráulico es el término geométrico que alimenta directamente esta ecuación.
Pendiente lateralPara un canal trapezoidal, la razón entre el recorrido horizontal y la elevación vertical de las orillas inclinadas, escrita z:1. Un z mayor significa una orilla más suave y extendida; z = 0 da paredes verticales (un canal rectangular).
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Escenarios
Ejemplos del mundo real
3 ejemplos▸
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Zanja de riego
Un canal abierto rectangular de 2 m de ancho fluyendo a 0.5 m de profundidad
Forma rectangularesAncho de fondo b 2 mProfundidad de flujo y 0.5 m
A = 2 × 0.5 = 1 m², P = 2 + 2(0.5) = 3 m, así que Rh = 1/3 ≈ 0.333 m. Este valor se conectaría directamente en la ecuación de Manning para estimar la velocidad de flujo de la zanja.
🚰
Tubería de drenaje pluvial llena
Una tubería de 0.3 m de diámetro corriendo completamente llena
Forma Circular (llena)Diámetro D 0.3 m
Para una tubería llena, Rh siempre equivale a D/4 sin importar el diámetro — aquí 0.3/4 = 0.075 m. Este atajo evita calcular el área y la circunferencia por separado siempre que se sepa que la tubería corre completamente llena.
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Canal de drenaje con orillas inclinadas
Un canal trapezoidal con 1 m de fondo, 0.6 m de profundidad, y pendientes laterales de 1.5:1
Forma trapezoidalAncho de fondo b 1 mProfundidad de flujo y 0.6 mPendiente lateral z 1.5
A = 0.6 × (1 + 1.5 × 0.6) = 1.14 m², P = 1 + 2 × 0.6 × √(1 + 1.5²) ≈ 3.16 m, así que Rh ≈ 0.361 m. Las orillas inclinadas añaden perímetro mojado sin añadir tanta área, por lo que los canales trapezoidales se ubican entre las formas rectangular y triangular en eficiencia hidráulica.
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Referencia
Citar esta calculadora
APA y MLA▸
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MLA
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Análisis a fondo
Qué Mide el Radio Hidráulico y Por Qué Importa para el Flujo en Canales
El radio hidráulico es el número geométrico único que usan las fórmulas de flujo en canal abierto y en tuberías — más famosamente la ecuación de Manning — para capturar cómo la forma de una sección transversal afecta la fricción y la capacidad de flujo. Esta calculadora calcula Rh = A/P para las tres formas de canal más comunes, te permite comparar formas lado a lado, y puede trabajar en reversa a partir de un área y perímetro mojado conocidos.
Cómo funciona la Calculadora de Radio Hidráulico
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El radio hidráulico es una razón: el área de flujo A dividida entre el perímetro mojado P. Un Rh mayor significa que una sección transversal transporta más área de flujo por cada unidad de contorno que genera fricción — por eso una tubería circular llena (Rh = D/4) y un canal rectangular ancho y poco profundo se comportan de forma muy distinta incluso con la misma área de flujo. Esta calculadora aplica las fórmulas correctas de A y P para secciones transversales rectangulares, circulares llenas y trapezoidales, y luego divide para obtener Rh. Para una tubería llena, ni siquiera se necesita otro cálculo — Rh se reduce algebraicamente a exactamente un cuarto del diámetro.
Entradas y qué significan
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El ancho de fondo (b) y la profundidad de flujo (y) describen la huella del canal a nivel del agua; el diámetro (D) se usa solo para el caso de tubería llena. La pendiente lateral (z) aplica a canales trapezoidales y expresa qué tanto recorre la orilla horizontalmente por cada unidad que se eleva verticalmente — un z de 1.5 significa que la orilla recorre 1.5 m hacia el lado por cada 1 m de profundidad. Establecer z en 0 convierte un canal trapezoidal en uno rectangular con resultados idénticos, lo cual es una forma útil de verificar la fórmula del trapezoide contra la más simple del rectángulo.
Límites y casos extremos
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Esta calculadora asume un canal o tubería prismático (sección transversal constante), parcial o completamente lleno, sin fondo irregular, vegetación u obstrucciones — los perímetros mojados reales pueden ser mayores cuando el lecho del canal es rugoso o irregular. El caso de tubería circular llena solo aplica cuando la tubería corre 100% llena; una tubería circular parcialmente llena tiene una fórmula de área y perímetro distinta y más compleja que no se cubre aquí. El radio hidráulico en sí no predice la velocidad o capacidad de flujo por sí solo — es una entrada para la ecuación de Manning o Chezy, que también necesita un coeficiente de rugosidad y la pendiente del canal.
❓
Preguntas
Preguntas frecuentes
6 preguntas▸
¿Cuál es la fórmula del radio hidráulico?+
Rh = A/P, donde A es el área de flujo de la sección transversal (m²) y P es el perímetro mojado (m) — la longitud del contorno del canal realmente en contacto con el fluido. Rh tiene unidades de longitud (metros).
¿Cuál es el radio hidráulico de una tubería llena?+
Para cualquier tubería circular que corra completamente llena, Rh siempre equivale a D/4 — un cuarto del diámetro. Esto se obtiene directamente al dividir el área del círculo completo (πD²/4) entre la circunferencia completa (πD).
¿Para qué se usa el radio hidráulico?+
Es el término geométrico clave en las fórmulas de flujo en canal abierto, más notablemente la ecuación de Manning (v = (1/n)·Rh^(2/3)·S^(1/2)), que estima la velocidad de flujo a partir de la rugosidad, pendiente y forma de la sección transversal de un canal.
¿Qué significa el perímetro mojado?+
La longitud del contorno del canal o tubería que realmente está en contacto con el fluido en movimiento. En un canal abierto esto excluye la superficie libre en la parte superior — solo cuentan el fondo y los lados — mientras que en una tubería llena toda la circunferencia está mojada.
¿Qué unidades usa la calculadora de radio hidráulico?+
Todas las dimensiones se ingresan en metros (m), el área de flujo se reporta en metros cuadrados (m²), y el radio hidráulico se reporta en metros (m), siguiendo la convención SI estándar usada en la ecuación de Manning.
¿Esta calculadora soporta canales trapezoidales?+
Sí. Ingresa el ancho de fondo, la profundidad de flujo, y la pendiente lateral (z, expresada como recorrido horizontal por unidad de elevación vertical) en la pestaña Radio Hidráulico, o compáralo contra formas rectangulares y circulares en la pestaña Por Forma.
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