Encuentre el caudal a través de un orificio a partir del coeficiente de descarga, el área y la diferencia de presión, resuelva una variable faltante o vuelva a calcular el coeficiente de descarga a partir de un flujo medido: Q = Cd·A·√(2ΔP/ρ).
Propiedades del orificio y del fluido
Orificio de bordes afilados ≈ 0,60-0,65. Sin dimensiones.
Water ≈ 1,000 kg/m³ at room temperature.
Flow tasa
—
Ingrese Cd, área, diferencia de presión y densidad para calcular.
Flow tasa (L/min)—
FórmulaCd·A·√(2ΔP/ρ)
Resolver para una variable faltante
Utilice notación científica para flujos muy pequeños, p.e. 6.2e-3.
Valor resuelto
—
Elija una variable, establezca el caudal objetivo e ingrese los otros valores.
Calcular nuevamente el Cd a partir de un flujo medido
Utilice esta pestaña para calibrar un medidor de orificio: mida el caudal real a través de un orificio conocido con una diferencia de presión conocida y obtenga su Cd del mundo real en lugar de asumir un valor de libro de texto.
Coeficiente de descarga
—
Ingrese el caudal, el área, la diferencia de presión y la densidad medidos.
Cd típico por geometría de orificio
Geometria
Cd típico
Orificio de borde afilado (placa delgada)
0.60 – 0.65
Orificio de borde cuadrado, grifos de esquina
0.60 – 0.80
Boquilla de flujo/redondeada
0.90 – 0.98
venturi
0.95 – 0.98
Orificio ideal (sin fricción)
1.00
Cd < 1 representa la vena contracta (el flujo que se estrecha justo después del orificio) y el líquido real pérdidas por fricción que la ecuación ideal de Bernoulli ignora.
5 min de lectura3 pasos7 términos3 ejemplos6 preguntas frecuentesQ = Cd · A · √(2ΔP / ρ)
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Paso a paso
Cómo usar esta calculadora
3 pasos▸
1
Ingresa las propiedades del orificio y del fluido
En la pestaña Tasa de Flujo, ingresa el coeficiente de descarga Cd (adimensional, ~0.62 para un orificio de bordes agudos), el área del orificio A (m²), la diferencia de presión ΔP a través del orificio (Pa), y la densidad del fluido ρ (kg/m³). Las cuatro entradas deben ser mayores que cero.
2
Lee la tasa de flujo
La tarjeta de resultados muestra la tasa de flujo volumétrico Q tanto en m³/s como en L/min, más una interpretación que explica cómo cada entrada mueve el resultado — el flujo escala linealmente con el área y con Cd, pero solo con la raíz cuadrada de la diferencia de presión.
3
Despeja un valor faltante o verifica el coeficiente de descarga
En la pestaña Despejar, elige el área o la diferencia de presión como incógnita, define una tasa de flujo objetivo, y llena el resto — la calculadora reordena Q = Cd·A·√(2ΔP/ρ) para hallarla. En la pestaña Coeficiente de Descarga, ingresa una tasa de flujo medida para calcular en reversa el Cd real de un orificio ya instalado, y ve cómo se compara con geometrías típicas.
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Referencia
Fórmula y metodología
3 fórmulas▸
Ecuación de flujo de placa de orificio
Q = Cd · A · √(2ΔP / ρ)
La tasa de flujo volumétrico Q (m³/s) es igual al coeficiente de descarga Cd (adimensional) por el área de la sección transversal del orificio A (m²), por la raíz cuadrada de 2 veces la diferencia de presión ΔP (Pa) a través del orificio, dividida entre la densidad del fluido ρ (kg/m³).
Por qué Cd es menor que 1
Cd = Q_real / Q_ideal
La forma ideal (Cd = 1) de la ecuación se deriva directamente de la ecuación de Bernoulli y asume flujo uniforme y sin fricción a través de toda el área del orificio. El flujo real se contrae justo pasado el orificio (la vena contracta) y pierde energía por fricción, así que la tasa de flujo real siempre es algo menor que la predicción ideal — Cd es la razón que corrige esto.
Condición de validez
Flujo estable e incompresible de un fluido newtoniano
La ecuación asume que el fluido es incompresible (una buena aproximación para líquidos y para gases con relaciones de presión bajas), que el flujo es estable, y que la geometría del orificio y Cd son conocidos o calibrados. Para flujo de gas compresible con una caída de presión grande, debe aplicarse un factor de expansibilidad además de Cd.
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Glosario
Términos clave explicados
7 términos▸
Flujo por orificioEl flujo de un fluido a través de una restricción — una placa con un orificio, una boquilla, o una constricción similar — impulsado por una diferencia de presión a través de ella, según Q = Cd·A·√(2ΔP/ρ).
Coeficiente de descargaUn factor de corrección adimensional Cd (típicamente 0.6-0.98) que ajusta la predicción ideal de flujo de Bernoulli para que coincida con el flujo real medido, considerando la vena contracta y las pérdidas por fricción. Un orificio de bordes agudos es típicamente Cd ≈ 0.60-0.65.
Placa de orificioUna placa delgada con un orificio de tamaño preciso, instalada en una tubería o conducto para crear una caída de presión medible y repetible — uno de los dispositivos de medición de flujo más comunes en tuberías industriales.
Diferencia de presiónLa caída de presión ΔP (Pa) a través del orificio — presión aguas arriba menos presión aguas abajo — que impulsa el fluido a través de la restricción. La tasa de flujo escala con la raíz cuadrada de este valor, no linealmente.
Medición de flujoLa práctica de inferir la tasa de flujo de un fluido a partir de una señal indirecta y calibrada — aquí, la caída de presión a través de un orificio conocido — en lugar de medir el volumen o la masa directamente.
Vena contractaEl punto justo aguas abajo de un orificio de bordes agudos donde el chorro de flujo se estrecha a su sección transversal más pequeña, menor que el propio orificio. Este estrechamiento es la razón principal por la que Cd es menor que 1 en orificios de bordes agudos.
RestrictorCualquier restricción de flujo dimensionada deliberadamente — un orificio, boquilla o venturi — usada ya sea para medir la tasa de flujo (mediante la caída de presión que crea) o para limitar la tasa de flujo a un valor objetivo.
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Escenarios
Ejemplos del mundo real
3 ejemplos▸
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Placa de orificio estándar, servicio de agua
Una placa de orificio de bordes agudos midiendo el flujo de agua en una tubería
Coeficiente de descarga Cd 0.62Área del orificio 0.001 m²Diferencia de presión 50,000 PaDensidad del fluido 1,000 kg/m³
Q = 0.62 × 0.001 × √(2 × 50,000 / 1,000) = 0.62 × 0.001 × 10 = 0.0062 m³/s, o 372 L/min — un resultado típico para un orificio modesto bajo una caída de presión sustancial, y un Cd de bordes agudos de manual.
🧮
Dimensionando un orificio para un flujo objetivo
Despejando el área de orificio requerida para alcanzar una tasa de flujo específica
Tasa de flujo objetivo 0.0062 m³/sCoeficiente de descarga 0.62Diferencia de presión 50,000 PaDensidad del fluido 1,000 kg/m³
Reordenando para el área: A = Q / (Cd × √(2ΔP/ρ)) = 0.0062 / (0.62 × 10) = 0.001 m² — el mismo orificio de 0.001 m² del ejemplo base, confirmando que el álgebra de la pestaña Despejar da resultados coherentes.
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Calibrando una boquilla redondeada
Calculando en reversa Cd a partir de un flujo medido a través de una restricción redondeada de baja pérdida
Tasa de flujo medida 0.0093 m³/sÁrea del orificio 0.001 m²Diferencia de presión 50,000 PaDensidad del fluido 1,000 kg/m³
Cd = Q / (A × √(2ΔP/ρ)) = 0.0093 / (0.001 × 10) = 0.93 — muy por encima del rango de bordes agudos y consistente con una restricción tipo boquilla de flujo redondeada, que pierde mucha menos energía en la vena contracta que una placa delgada.
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Referencia
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Análisis a fondo
Cómo Funciona la Calculadora de Flujo por Orificio
Las placas de orificio son uno de los dispositivos de medición de flujo más antiguos y usados en tuberías industriales: instala una placa con un orificio de tamaño preciso, mide la caída de presión a través de ella, y la tasa de flujo se obtiene directamente de Q = Cd·A·√(2ΔP/ρ). La fórmula parece un reordenamiento sencillo de la ecuación de Bernoulli, y lo es — el único matiz es el coeficiente de descarga Cd, que silenciosamente corrige una predicción idealizada según cómo se comportan realmente los fluidos.
Cómo funciona la Calculadora de Flujo por Orificio
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La calculadora aplica Q = Cd·A·√(2ΔP/ρ) directamente en la pestaña Tasa de Flujo: el coeficiente de descarga Cd por el área del orificio A, por la raíz cuadrada de 2 veces la diferencia de presión ΔP dividida entre la densidad del fluido ρ. La pestaña Despejar reordena la misma ecuación para aislar el área del orificio o la diferencia de presión dado un flujo objetivo y los otros tres valores. La pestaña Coeficiente de Descarga corre la ecuación en reversa — dada una tasa de flujo que has medido realmente, aísla Cd, permitiéndote calibrar un orificio real en lugar de suponer un valor de manual.
Entradas y qué significan
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El coeficiente de descarga Cd es adimensional y, para un orificio estándar de bordes agudos (placa delgada), suele caer entre 0.60 y 0.65 — las boquillas y venturis redondos y bien maquinados pueden alcanzar 0.95-0.98 porque evitan las pérdidas agudas de vena contracta de un simple orificio en una placa. El área del orificio A (m²) es el área de la sección transversal del orificio mismo, no de la tubería en la que se encuentra. La diferencia de presión ΔP (Pa) es la caída medida a través del orificio, usualmente con tomas justo aguas arriba y aguas abajo. La densidad del fluido ρ (kg/m³) es una propiedad del fluido — el agua es de cerca de 1,000 kg/m³, mientras que los gases varían enormemente con la presión y la temperatura. De estas, ΔP tiene el efecto más suave sobre el resultado: como el flujo depende de su raíz cuadrada, duplicar la caída de presión solo aumenta el flujo en cerca de un 41%, no un 100%.
Límites y casos extremos
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Esta fórmula asume flujo estable e incompresible de un fluido newtoniano, y un coeficiente de descarga conocido de una referencia estándar (tablas de placas de orificio ASME/ISO) o calibrado de forma independiente — la calculadora no deriva Cd solo de la geometría, ya que los valores reales de Cd dependen del número de Reynolds, la ubicación de las tomas, y las tolerancias de fabricación de formas que una sola fórmula no puede capturar por completo. Para flujo de gas compresible a través de una relación de presión grande, normalmente se aplica un factor adicional de expansibilidad (Y) además de Cd, que esta calculadora no incluye. Trata los resultados aquí como una sólida estimación de ingeniería para flujo de líquidos y flujo de gas con baja relación de presión, y consulta un estándar de medición de flujo ASME/ISO para aplicaciones de medición de precisión.
❓
Preguntas
Preguntas frecuentes
6 preguntas▸
¿Cuál es la fórmula para el flujo por orificio?+
Q = Cd·A·√(2ΔP/ρ), donde Q es la tasa de flujo volumétrico (m³/s), Cd es el coeficiente de descarga adimensional, A es el área del orificio (m²), ΔP es la diferencia de presión a través del orificio (Pa), y ρ es la densidad del fluido (kg/m³).
¿Qué coeficiente de descarga debería usar?+
Un orificio de bordes agudos (placa delgada) típicamente tiene Cd ≈ 0.60-0.65. Los orificios de bordes cuadrados con tomas en esquina corren en 0.60-0.80, y las boquillas de flujo redondeadas o venturis pueden alcanzar 0.90-0.98 porque evitan las pérdidas agudas de vena contracta de un simple orificio. Si tienes una tasa de flujo medida para tu instalación específica, la pestaña Coeficiente de Descarga te permite calcular en reversa el Cd real en lugar de adivinar.
¿Es esta calculadora para medición de flujo?+
Sí — la ecuación de placa de orificio es el principio de funcionamiento detrás de uno de los medidores de flujo industriales más comunes. Dado un tamaño de orificio y coeficiente de descarga conocidos, medir la caída de presión a través del orificio indica la tasa de flujo sin partes móviles.
¿Qué unidades usa la calculadora?+
El área está en metros cuadrados (m²), la diferencia de presión está en pascales (Pa), la densidad está en kilogramos por metro cúbico (kg/m³), y el coeficiente de descarga es adimensional. La tasa de flujo resultante se muestra tanto en metros cúbicos por segundo (m³/s) como en litros por minuto (L/min).
¿Puedo despejar el área del orificio en lugar de la tasa de flujo?+
Sí — la pestaña Despejar te permite elegir el área del orificio o la diferencia de presión como incógnita, ingresar una tasa de flujo objetivo y el coeficiente de descarga, área/presión y densidad según corresponda, y la calculadora reordena la ecuación para hallar el valor faltante.
¿Qué es la vena contracta y por qué importa?+
La vena contracta es el punto justo aguas abajo de un orificio de bordes agudos donde el chorro de flujo se estrecha a una sección transversal menor que el propio orificio, antes de expandirse de nuevo. Este estrechamiento — más las pérdidas por fricción — es la razón principal por la que el coeficiente de descarga es menor que 1 en geometrías de bordes agudos, y por qué las restricciones redondeadas o tipo venturi (que evitan una vena contracta aguda) tienen un Cd más alto.
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