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Calculadora de flujo de Poiseuille

Un tubo de 1 m y radio 0,01 m, con un fluido de viscosidad 0,001 Pa·s y una diferencia de presión de 1000 Pa, deja pasar 0,0039269908 m³/s. Introduzca radio, longitud, viscosidad y caída de presión y obtendrá el caudal laminar estable. Gratis en su navegador.

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Si escribe
Radio
0,01
Largo
1
Viscosidad dinámica
0,001
Diferencia de presión
1 000
Obtiene
Caudal
0,0039269908
Precisión
10

Esta calculadora de flujo de Poiseuille devuelve el caudal volumétrico laminar en una tubería circular a partir de cuatro entradas: el radio interno r, el largo de la tubería L, la viscosidad dinámica μ, y la diferencia de presión ΔP. El motor aplica la ley clásica de Hagen-Poiseuille Q igual a pi por r a la cuarta por ΔP, todo dividido entre ocho por μ por L, que es el resultado integrado exacto para un flujo newtoniano incompresible, estacionario y completamente desarrollado bajo un gradiente de presión axial constante.

Qué significa el flujo de Hagen-Poiseuille y qué contiene la respuesta

El flujo de Hagen-Poiseuille es el caudal laminar estacionario de un fluido newtoniano incompresible a través de un tubo circular recto de radio constante cuando se desprecian los efectos de extremo y el perfil de velocidad está completamente desarrollado. Integrar el perfil parabólico de velocidad axial sobre la sección transversal produce el caudal volumétrico de forma cerrada Q igual a pi r a la cuarta ΔP sobre ocho μ L.

La dependencia de cuarta potencia con el radio es la razón de ingeniería por la que pequeños cambios en el diámetro del tubo dominan la resistencia: duplicar r multiplica Q por dieciséis a presión, largo y viscosidad fijos. Un radio de cero es válido y simplemente da flujo cero; una diferencia de presión negativa devuelve una Q con signo negativo, así que la presión impulsora inversa es representable.

Si necesita el flujo másico, multiplique Q por la densidad en un paso separado; si necesita la pérdida de carga turbulenta de Darcy-Weisbach, el número de Reynolds, o reología no newtoniana, use herramientas dedicadas a esos modelos.

Dónde encaja la Q laminar de Poiseuille en el estudio, el trabajo de laboratorio y el software

Los estudiantes se encuentran con el flujo de Hagen-Poiseuille cuando un libro de texto de mecánica de fluidos integra las ecuaciones de Navier-Stokes en una tubería, cuando un laboratorio de fisiología estima el flujo sanguíneo a través de un vaso pequeño bajo una carga de presión conocida, o cuando un problema de ingeniería química pide el rendimiento capilar de un fluido newtoniano.

Los docentes pueden pregenerar claves de respuesta para números modestos sin confiar en apps de calculadora opacas que cambian sistemas de unidades en silencio o pierden la cuarta potencia en el radio. Los desarrolladores llaman al mismo contrato desde scripts para sembrar vectores de prueba deterministas para simuladores de microfluídica, para normalizar datos capilares introducidos por el usuario antes de un modelo termofluido más grande, o para satisfacer enunciados de desafíos de programación que exigen Q en lugar de un boceto improvisado.

Los ingenieros de laboratorio y de campo usan la fórmula para comprobaciones rápidas cuando un manómetro reporta ΔP y se conoce el diámetro nominal del tubo. Las herramientas de producto y educación la usan cuando quien aprende escribe radio, largo, viscosidad y caída de presión, y la interfaz debe mostrar el caudal con una cadena de fórmula clara.

Comprobaciones de tareas y laboratorio capilar

Calcule la Q laminar a partir del radio del tubo, el largo, la viscosidad del fluido y el ΔP del manómetro medidos, antes de escribir un informe de laboratorio o un conjunto de problemas de Poiseuille.

Dimensionamiento de microfluídica y procesos

Estime el rendimiento laminar newtoniano en canales circulares pequeños al diseñar capilares, líneas IV, o tuberías de proceso de bajo Reynolds.

¿Cuánto cuesta la calculadora de flujo de Poiseuille?

Es gratis en su navegador en esta página.

¿Qué fórmula se usa para el caudal?

Hagen-Poiseuille: Q = π r⁴ ΔP / (8 μ L), para flujo laminar estacionario de un fluido newtoniano incompresible en una tubería circular.

¿Qué ocurre si la viscosidad es cero?

Una viscosidad de cero hace que la fórmula divida entre cero; la viscosidad negativa no es física para este modelo.

¿Esta herramienta maneja flujo turbulento en tuberías?

No. Solo evalúa el caudal laminar de Hagen-Poiseuille. Para la pérdida de carga turbulenta use una herramienta de Darcy-Weisbach o de factor de fricción.

¿Por qué los resultados se redondean a una precisión?

La precisión por defecto es de 10 decimales; puede fijar precision entre 0 y 15.

Todo lo de esta página está disponible por programación. Esta sección es para equipos que quieren integrarlo en sus sistemas; el resto puede usar la herramienta de arriba sin más.

POSThttps://api.kit.forhosting.com/thermo/poiseuille-flow

¿Prefiere automatizarlo? Un POST autenticado crea la tarea; el resultado llega por webhook o enlace firmado. La misma capacidad también se ejecuta aquí en la web, por email y desde Telegram — y pronto también desde nuestra app.

curl -X POST https://api.kit.forhosting.com/thermo/poiseuille-flow \
  -H "Authorization: Bearer $KIT_KEY" \
  -H "Content-Type: application/json" \
  -d '{"radius":0.01,"length":1,"viscosity":0.001,"pressure_diff":1000}'
{
  "radius": 0.01,
  "length": 1,
  "viscosity": 0.001,
  "pressure_diff": 1000
}
{
  "task_id": "tsk_a1b2c3d4e5f6a1b2c3d4e5f6",
  "type": "thermo.poiseuille_flow",
  "status": "queued",
  "_links": {
    "result": "/tasks/tsk_…/result"
  }
}

La API es asíncrona: la llamada devuelve un task_id al instante y el resultado llega por webhook. El polling está limitado a 1 req/s por tarea.

Por solicitud$0.002

Precio publicado — sin tokens ni créditos inventados. Una tarea fallida no se cobra.

max_abs_radius1000000000000000
max_abs_length1000000000000000
max_abs_viscosity1000000000000000
max_abs_pressure_diff1000000000000000
HTTPCódigoSignificado
401unauthorizedAPI key ausente o inválida.
402insufficient_balanceEl saldo no cubre el precio de la tarea.
404unknown_typeEl tipo de tarea no existe.
429rate_limitedDemasiadas peticiones. Use el webhook en vez de sondear.

La viscosidad cero o negativa se rechaza porque la fórmula divide entre μ; el radio negativo y el largo no positivo también son invalid_input.

Qué significa el flujo de Hagen-Poiseuille y qué contiene la respuesta

Esta calculadora devuelve el radio, el largo, la viscosidad y el pressure_diff normalizados que proporcionó, el producto flow_rate redondeado a la precisión solicitada, la precisión usada, una etiqueta de método hagen_poiseuille, y una breve cadena de fórmula. No hay malla de CFD, ni tabla empírica de factor de fricción, ni muestreo aleatorio: el motor evalúa la expresión analítica dentro del rango de magnitud admitido o rechaza la entrada con invalid_input. Los casos rechazados incluyen campos ausentes, valores no finitos, magnitudes por encima del techo documentado, radio negativo, largo cero o negativo, y viscosidad cero o negativa, porque esos casos hacen que Q no esté definida o no sea física para este modelo.

Cómo se leen el radio, el largo, la viscosidad y la diferencia de presión

Se permiten signos más iniciales opcionales y notación científica en cadenas numéricas cuando se interpretan como decimales finitos; los espacios incrustados, los prefijos hexadecimales y los tokens no numéricos se rechazan con un mensaje claro para que una celda mal escrita no se convierta en un caudal incorrecto. El radio debe ser no negativo; el largo debe ser estrictamente positivo porque está en el denominador; la viscosidad debe ser estrictamente positiva por la misma razón y porque una viscosidad de cero haría que Q fuera infinita. Los campos preferidos son radius para el radio interno de la tubería, length para el largo axial del tubo, viscosity para la viscosidad dinámica (absoluta), y pressure_diff para la diferencia de presión impulsora P_in menos P_out, pero se aceptan alias como r, R, pipe_radius e inner_radius para el radio, L, pipe_length y tube_length para el largo, mu, dynamic_viscosity, eta y símbolos griegos comunes para la viscosidad, y delta_p, dP, pressure_difference y pressure_drop para pressure_diff, de modo que hojas de cálculo, cadenas de consulta y formularios tipados puedan reutilizar el mismo contrato. El pressure_diff puede ser positivo o negativo; una caída negativa devuelve un flow_rate negativo, así que la propulsión inversa puede representarse sin un indicador de dirección separado. Un campo opcional precision, con los alias decimals y dp, elige cuántos decimales se muestran para todas las salidas numéricas, con valor por defecto de diez y un tope de quince para que los goldens JSON se mantengan estables. Combine la ejecución gratuita en el navegador de esta página con la API de pago cuando necesite el mismo resultado matemático dentro de una canalización automatizada sin reimplementar usted mismo Q igual a pi r a la cuarta ΔP sobre ocho μ L.

Dónde encaja la Q laminar de Poiseuille en el estudio, el trabajo de laboratorio y el software

En esta página el trabajo se ejecuta enteramente en su navegador; a través de la API cada consulta exitosa cuesta $0.002, la validación fallida no se cobra y no se guarda nada después de devolver la respuesta. Esa división —exploración interactiva gratuita y una API de pago idéntica— coincide con el resto del catálogo de nivel A del KIT y le permite pasar de una demostración de aula a una canalización automatizada sin cambiar el resultado matemático. Combínela con el caudal volumétrico Q igual a A por v cuando ya conozca la rapidez media, y con otros endpoints termofluidos cuando esté construyendo un pequeño laboratorio de ayudantes de ingeniería gratuitos y deterministas, manteniendo las cuatro entradas en unidades coherentes para que la Q devuelta tenga sentido sin pasos de conversión ocultos.

Fixtures de prueba deterministas

Genere valores reproducibles de flow_rate para pruebas unitarias, comprobaciones de propiedades y aserciones de CI en software de microfluídica o termofluido.

Ver la documentación completa del KIT →