Calcule el caudal a través de una placa de orificio.
Una placa de orificio es una restricción calibrada que mide el caudal a partir de la caída de presión a través de ella. Esta calculadora resuelve el caudal a partir de la presión diferencial, el coeficiente de descarga y el área del orificio usando la forma de Torricelli/Bernoulli, y el problema inverso de dimensionar el diámetro del orificio para un caudal requerido. Se aplica a orificios de drenaje, restrictores de control de nivel y placas de orificio para medición de caudal según ISO 5167.
Q = C_d × A × √(2 × g × h) para descarga libre bajo carga hidrostática h, o Q = C_d × A × √(2 × ΔP / ρ) para flujo a presión con ΔP a través del orificio. C_d es el coeficiente de descarga: 0.61 para orificio de borde afilado en tubería, 0.97 para toberas ISA, 0.75 para orificios de placa delgada concéntrica en flujo en tubería. Área A = π × d² / 4, donde d es el diámetro del orificio. La relación de raíz cuadrada implica que una precisión de caudal del 1% requiere una ΔP precisa al 2%. La relación β = d / D (orificio a tubería) cae típicamente entre 0.2 y 0.7; por debajo de 0.2 domina la contribución del orificio, por encima de 0.7 la forma de la tubería aguas arriba sesga el C_d.
Un ingeniero de proceso que estima el tiempo de vaciado de un recipiente desde 3 m de profundidad hasta vaciarse integra la ecuación de Torricelli sobre el nivel, usando C_d = 0.61 para un orificio de borde afilado de 50 mm, y obtiene un tiempo total de vaciado de 4.2 horas.
Un técnico de instrumentación que dimensiona un orificio ISO 5167 para 100 m³/h de agua a 4 bar selecciona β = 0.4 y confirma que el diferencial calibrado es de 250 mbar, dentro del rango del transmisor de presión diferencial.
Un diseñador de sistemas neumáticos añade un restrictor de 1.5 mm para un arranque suave de una mordaza; la calculadora devuelve 12 lpm de caudal de aire a 4 bar de entrada, coincidiendo con el tiempo de subida deseado del actuador de 0.8 segundos.
Orificio de borde afilado en tubería: 0.61. Tobera de caudal ISA: 0.97. Venturi: 0.98. Orificio de depósito con descarga libre (entrada redondeada): 0.95. Compruebe siempre el estándar de geometría antes de seleccionar.
Los líquidos son prácticamente incompresibles, por lo que Q = C_d × A × √(2gh) se aplica directamente. El flujo de gas con caída de presión superior al 50% es sónico y requiere la corrección de flujo crítico. Use la fórmula para gas con el factor de expansión Y para ΔP/P > 0.1.
Sí. El C_d en placas ISO 5167 depende de β = d/D. Los diseñadores garantizan al menos 20D de tubería recta aguas arriba y 5D aguas abajo para que el perfil de velocidades esté completamente desarrollado.