Calculadora de altura manométrica de una bomba
Escribe el tamaño, el caudal, la longitud y los accesorios de cada tramo de tubería, agrega la altura estática, las pérdidas de los equipos y un margen, y obtén la altura manométrica total de la bomba y la potencia al eje. La pérdida de la tubería recta usa el mismo método de Darcy-Weisbach que la calculadora de dimensionamiento de tuberías.
Base de cálculo
Cada tramo suma pérdidas de tramo recto, de accesorios y de longitud equivalente; se suman la altura estática y las pérdidas de los equipos y se aplica el margen para obtener la altura manométrica total. El caudal de la bomba se toma como el del tramo mayor.
| Concepto | Ecuación | Notas · base |
|---|---|---|
| Tubería recta | Δp_L = R · L, R = (f / D) · ρV²/2 | f de Colebrook (64/Re si es laminar). La rugosidad es la predeterminada del tipo de tubería (acero 0.046 mm, cobre 0.0015 mm). La misma función que la calculadora de dimensionamiento de tuberías |
| Accesorios y válvulas | Δp_K = K · ρV²/2, K = f_T · Σ n·(L/D) | Método de Crane TP-410. n es la cantidad, L/D de la tabla de abajo |
| Factor de fricción totalmente turbulento | f_T = [−2 log₁₀(ε_T / (3.7 D))]⁻², ε_T = 0.046 mm | Crane define f_T como el valor totalmente turbulento del acero comercial limpio; el cobre y el acero inoxidable también lo usan (50A (DN 50) SGP: 0.0190). Los valores de esta fórmula pueden diferir del f_T de la tabla de Crane hasta cerca de un 4 % según el tamaño (p. ej., 4 in: tabla 0.017, fórmula 0.0163) |
| Longitud equivalente | Δp_E = R · L_e | Para filtros y válvulas especiales que no están en la tabla, escribe la longitud equivalente del fabricante en m |
| Altura manométrica total | H = (H_s + Σ Δp / (ρ g) + H_e) × (1 + m) | H_s altura estática (negativa si el nivel de descarga está más bajo), H_e altura de los equipos (kPa divididos entre ρ g), m el margen. Esta calculadora aplica el margen a toda la suma; algunas prácticas lo aplican solo a las pérdidas por fricción. Si H es 0 o menos, el resultado indica que no hace falta bomba |
| Potencia hidráulica y potencia al eje | P_w = ρ g Q H, P_s = P_w / η | Q en m³/s, H en m, η la eficiencia de la bomba en el punto de trabajo |
Valores de L/D de los accesorios
Solo se enumeran los valores comprobados en el apéndice de Crane TP-410. K se muestra para tubería 50A (DN 50) SGP (f_T 0.0190). Escribe otros accesorios en el campo de longitud equivalente.
| Accesorio | L/D | K (50A SGP) |
|---|---|---|
| Codo de 90° | 30 | 0.57 |
| Te, paso recto | 20 | 0.38 |
| Te, derivación | 60 | 1.14 |
| Válvula de compuerta | 8 | 0.15 |
| Válvula de retención de clapeta (swing) | 100 | 1.90 |
Ejemplo resuelto
Agua a 20 °C (ρ = 998.21 kg/m³), acero SGP. Tramo 1: 80A (DN 80) (diámetro interior 80.7 mm), 600 L/min, 50 m rectos, 6 codos, 2 tes de paso recto, 2 válvulas de compuerta, 1 válvula de retención de columpio. V = 1.955 m/s, f = 0.01960, R = 463.3 Pa/m, así que la pérdida del tramo recto es 23.16 kPa. Σ L/D = 6×30 + 2×20 + 2×8 + 100 = 336, f_T = 0.01720, K = 5.780 y ρV²/2 = 1,907.7 Pa dan 11.03 kPa en accesorios. Total 34.19 kPa = 3.493 m.
Tramo 2: 65A (DN 65) (diámetro interior 67.9 mm), 300 L/min, 30 m rectos, 4 codos, 1 te en derivación, 1 válvula de compuerta y un filtro de 3 m de longitud equivalente. V = 1.381 m/s, R = 297.0 Pa/m: recto 8.91 kPa, Σ L/D = 188, f_T = 0.01790, K = 3.365 dan 3.20 kPa en accesorios, y 0.89 kPa del filtro. Total 13.00 kPa = 1.328 m.
Altura estática 15 m, evaporador del enfriador (chiller) 50 kPa = 5.108 m. Subtotal 15 + 4.821 + 5.108 = 24.93 m; con un margen de 10 %, la altura manométrica total es 27.42 m (268.4 kPa). Potencia hidráulica = 998.21 × 9.80665 × 0.01 × 27.42 = 2.68 kW; con 60 % de eficiencia, la potencia al eje es 4.47 kW.
Límites
Comprueba la selección de la bomba y la curva de rendimiento (punto de trabajo, eficiencia, NPSH) con los datos del fabricante. Esta calculadora suma un recorrido en serie; no equilibra caudales entre ramales en paralelo ni incluye las caídas de las válvulas de control.
Los valores de L/D son representativos; los accesorios y válvulas reales varían según el fabricante y el tamaño. Si tienes datos del fabricante, usa el campo de longitud equivalente.
Fuentes
- Crane Co., Technical Paper No. 410, Flow of Fluids Through Valves, Fittings, and Pipe: K = f_T·(L/D), tabla de L/D, definición de f_T
- ASHRAE Handbook, Fundamentals (SI), Pipe Sizing: Darcy-Weisbach y Colebrook
- IAPWS R6-95 (densidad del agua), IAPWS R12-08 (viscosidad del agua)
- JIS G 3452 tubos de acero al carbono, JIS G 3459 tubos de acero inoxidable, ASTM B88 tubo de cobre
Última actualización: 2026-10-07.