Converter vazão e velocidade.
A velocidade na tubulação é a velocidade média de escoamento em uma seção de tubulação, calculada a partir da vazão volumétrica dividida pela área da seção transversal. Esta calculadora retorna a velocidade em m/s e ft/s a partir da vazão e do diâmetro interno, ajudando a verificar se um dimensionamento atende ao envelope de velocidade para serviço de água (3–8 ft/s), sucção hidráulica (abaixo de 4 ft/s), pressão (10–15 ft/s) e retorno (15–20 ft/s).
v = Q / A, onde Q é a vazão volumétrica e A é a área da seção transversal. Para tubulação circular A = π × D² / 4. A conversão de unidades é a etapa mais sujeita a erros: 1 GPM por 1 pol² resulta em 0,32 ft/s. O diâmetro interno deve ser o DI real, não o tamanho nominal — Schedule 40 de 1 polegada tem 26,6 mm de DI (não 25,4). A calculadora trata tanto entradas NPS-Schedule quanto DN. Faixas de velocidade segura: sucção de água 3–8 ft/s, descarga de água 4–10 ft/s, água quente 1,5–4 ft/s para limitar erosão, sucção de óleo hidráulico 1,5–4 ft/s, pressão hidráulica 10–15 ft/s, retorno hidráulico 5–10 ft/s. Serviço de ar ou gás opera a velocidades muito maiores (60–120 ft/s), porém com verificações de número de Mach.
Um engenheiro de instalações projetando um circuito de circulação a 90 °C limita a velocidade a 1,2 m/s (abaixo do limiar de erosão de 1,5 m/s para cobre) e amplia um tubo de 32 mm para 42 mm onde o projeto de 80 lpm fornece 0,96 m/s.
Um construtor de unidade de potência dimensiona a sucção de uma bomba de 100 lpm; no tubo de 1 polegada a velocidade é 3,3 m/s (acima do limite de 1,5), então o projetista escolhe 1,5 polegada, que fornece 1,3 m/s e garante margem de NPSHr.
Um técnico de processo alimentar verificando um trocador de calor tubular de 50 mm a 200 lpm calcula 1,7 m/s, confirmando a velocidade de limpeza sanitária, e anota que 250 lpm ultrapassaria a especificação de 2,0 m/s.
Água: 3–8 ft/s na sucção, 4–10 ft/s na descarga. Água quente: 1,5–4 ft/s. Óleo hidráulico: 1,5–4 ft/s na sucção, 10–15 ft/s na pressão, 5–10 ft/s no retorno. Ar: 60–120 ft/s. Sempre compare com as diretrizes do fabricante.
Vazão volumétrica / área fornece a velocidade média na seção transversal. A velocidade de pico no escoamento laminar é 2× a média (perfil parabólico). No turbulento, o pico é apenas 1,2× a média. Para cálculos de perda de carga, a velocidade média é a entrada correta.
A rugosidade não altera v = Q/A, mas altera o fator de atrito e, portanto, o ΔP para uma determinada v. O próprio envelope de velocidade assume tubulação com acabamento comercial.