Caudal de orificio
Sepa cuánto líquido pasa por un orificio de arista viva: 0,01 m² con un coeficiente de 0,61 bajo 2 m de carga dejan pasar unos 0,0382 m³/s. El caudal ideal aparece al lado para que vea cuánto resta el coeficiente. Gratis en su navegador.
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Ejemplo resuelto
- Área
- 0,01
- Coeficiente de descarga
- 0,61
- Altura de carga
- 2
- Gravedad
- 9,80665
- Velocidad ideal
- 6,2631142413
- Caudal teórico
- 0,0626311424
- Caudal de descarga
- 0,0382049969
Un orificio de arista viva es una abertura en placa delgada que mide o evacua líquido bajo una carga de superficie libre conocida. La ecuación clásica de caudal por orificio da el caudal volumétrico Q como el coeficiente de descarga Cd por el área geométrica A por la raíz del doble de la gravedad por la carga. Esta calculadora acepta esas tres magnitudes y una gravedad opcional, y devuelve la velocidad ideal del chorro, el caudal teórico A·√(2gh) y el caudal real corregido con Cd, en unidades coherentes de volumen por tiempo. Los ingenieros de planta dimensionan drenajes de tanque, orificios de calibración y alivios de emergencia antes de fijar el espesor de la placa o el esquema de tubería. Los estudiantes contrastan deberes con la misma identidad de los laboratorios de mecánica de fluidos.
La ecuación de caudal por orificio y qué agrupa realmente Cd
El caudal a través de un orificio de arista viva no es el mismo problema que hallar la rapidez con que el chorro abandona el agujero. El teorema de Torricelli sigue dando la velocidad ideal v igual a la raíz de dos g h, la que alcanzaría una gota en caída libre tras recorrer la distancia h. El caudal volumétrico, en cambio, es esa velocidad multiplicada por el área que ocupa de verdad el chorro, no por el agujero taladrado.
Justo aguas abajo de una placa afilada las líneas de corriente no pueden girar la esquina, así que el chorro se contrae a una vena contracta menor que la abertura geométrica. El coeficiente de contracción Cc es el cociente entre el área de la vena contracta y A; el coeficiente de velocidad Cv recoge pérdidas viscosas y de entrada que reducen un poco la rapidez por debajo de √(2gh).
Su producto es el coeficiente de descarga Cd igual a Cc por Cv, típicamente cerca de 0.61 en un orificio circular delgado de arista viva que descarga a la atmósfera desde un tanque grande. La fórmula de trabajo es por tanto Q igual a Cd A √(2gh).
Esta calculadora devuelve el caudal teórico Qt igual a A √(2gh) (el ideal con Cd igual a uno) y el caudal real Q igual a Cd por ese valor, más la velocidad ideal, para que usted vea cuánto reduce el coeficiente el caudal sin una segunda herramienta. La carga h se mide en vertical desde la superficie libre hasta el eje del orificio.
La gravedad debe coincidir con la unidad de longitud de h: use unos 9.80665 m/s² si h está en metros, o 32.174 ft/s² si h está en pies. Una carga nula produce caudal nulo, como corresponde. Una carga negativa se rechaza porque no describe una superficie libre por encima de la abertura.
El modelo supone un líquido incompresible, una superficie libre abierta a la misma presión ambiente que el chorro y una velocidad de aproximación despreciable en un tanque grande; no integra el vaciado del tanque en el tiempo, no modela orificios de gas compresible ni sustituye un factor de medidor calibrado en su propio laboratorio.
Cuándo conviene calcular el caudal por un orificio
Los ingenieros de proceso y de agua estiman cuánto líquido sale por un orificio de fondo, una placa lateral o un agujero de calibración antes de fijar el diámetro de tubería, el tiempo de drenaje o un camino de alivio. Los cursos universitarios de mecánica de fluidos y los generadores de exámenes necesitan un oráculo determinista de Q igual a Cd A √(2gh) que también devuelva la velocidad ideal y el caudal teórico sin Cd, sin que el alumnado reimplemente casos límite de coma flotante con carga nula.
Los sitios de contenido que compiten por calculadora de caudal por orificio, orificio de arista viva, Cd A raiz 2gh o descarga de tanque se benefician de una herramienta gratuita en vivo cuya aritmética coincide byte a byte con la automatización de pago. Esta página no es una de velocidad de salida de boquilla: la intención de búsqueda es el caudal volumétrico a través de un orificio, no solo la rapidez del chorro. La entrada inválida no se factura.
Mantenga las peticiones pequeñas, fije el campo discharge redondeado en las pruebas y obtendrá caudal de orificio reproducible para plugins LMS, workers en el borde y hojas de planta sin montar un solucionador hidráulico completo.
Qué puede hacer con ella
Dimensionado de drenaje de tanque y orificio de alivio
Calcule el caudal volumétrico a partir de la carga de superficie libre medida, el área de la placa y un Cd de arista viva antes de elegir el diámetro de drenaje o la abertura de alivio de emergencia.
Orificios de calibración y medidores de primer paso
Fije el caudal teórico A·√(2gh) y aplique después un Cd de catálogo o medido para orificios de placa delgada en hojas de puesta en marcha y comprobaciones CI.
Preguntas frecuentes
¿Cómo se calcula el caudal de un orificio a partir del área, Cd y la carga?
El caudal es Q = Cd·A·√(2gh). La gravedad opcional vale por defecto 9.80665.
¿Cuál es un coeficiente de descarga típico en un orificio de arista viva?
Las aberturas redondeadas o de tubo corto tienen Cd mayor.
¿Qué unidades debo usar para el área, la carga y la gravedad?
Cualquier conjunto coherente: metros cuadrados con metros y m/s², o pies cuadrados con pies y ft/s². El caudal queda entonces en volumen por tiempo de ese sistema.
¿Por qué el caudal real es menor que el teórico?
Porque el chorro se estrecha justo después de la placa en una vena contracta más pequeña que el agujero, y la fricción lo frena un poco. En el ejemplo, el coeficiente de 0,61 deja el caudal ideal en unos 0,0382 m³/s.
¿Puede decirme cuánto tarda en vaciarse un tanque?
No, resuelve el caudal del orificio para una sola carga. Para el tiempo de vaciado, combine este caudal con el área en planta de su tanque a medida que baja el nivel. Tampoco cubre orificios de gas ni sustituye a un medidor calibrado.
Herramientas relacionadas
Para desarrolladores — acceso por API
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.
Endpoint de API
¿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.
Llámela desde su stack
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$res = file_get_contents("https://api.kit.forhosting.com/eng/orifice-flow", false, stream_context_create([
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]));
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req.Header.Set("Content-Type", "application/json")
res, _ := http.DefaultClient.Do(req)Ejemplo de solicitud
{
"area": 0.01,
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}Ejemplo de respuesta
{
"task_id": "tsk_a1b2c3d4e5f6a1b2c3d4e5f6",
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"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.
Precio
Precio publicado — sin tokens ni créditos inventados. Una tarea fallida no se cobra.
Errores
| HTTP | Código | Significado |
|---|---|---|
401 | unauthorized | API key ausente o inválida. |
402 | insufficient_balance | El saldo no cubre el precio de la tarea. |
404 | unknown_type | El tipo de tarea no existe. |
429 | rate_limited | Demasiadas peticiones. Use el webhook en vez de sondear. |
Notas técnicas
Una entrada inválida—área ausente, coeficiente no positivo, carga negativa o gravedad no positiva—falla con invalid_input y no se factura.
Contrato de entrada, campos de respuesta, unidades y errores
Cd debe ser positivo y no mayor que dos, cubriendo valores habituales de ingeniería desde una placa afilada cerca de 0.61 hasta orificios bien redondeados o de tubo corto, sin amplificaciones absurdas. Los resultados numéricos se redondean a doce decimales para goldens estables y automatización. Ejemplo: area 0.01, Cd 0.61 y head 2 con g por defecto dan un caudal cercano a 0.0382 metros cúbicos por segundo si el área estaba en metros cuadrados y la carga en metros, porque √(2 × 9.80665 × 2) es √39.2266 y 0.61 por 0.01 por esa rapidez es el Q informado. Combine el caudal con el área en planta de su tanque si más adelante necesita un tiempo de vaciado; esta capacidad resuelve solo la ecuación de caudal por orificio. Envíe por POST un cuerpo JSON con tres números finitos obligatorios: area, la abertura geométrica positiva del orificio; discharge_coefficient, el Cd adimensional; y head, la altura líquida no negativa aguas arriba sobre el eje. Los alias de área incluyen A, orifice_area y opening_area. Los de coeficiente de descarga incluyen cd, Cd, C_d y coefficient_of_discharge. Los de carga incluyen h, liquid_head, water_head y orifice_head. La gravedad opcional (alias g, g_accel, gravitational_acceleration) vale por defecto 9.80665 y debe ser estrictamente positiva si se envía. Los campos pueden llegar como números JSON o cadenas numéricas. Si faltan area, discharge_coefficient o head, o si hay valores no finitos, área o Cd no positivos, head negativo o gravedad no positiva, la tarea falla con invalid_input nombrando el problema; esos fallos no se facturan. En caso de éxito el cuerpo repite area, discharge_coefficient, head y gravity (redondeados) y devuelve ideal_velocity como √(2gh), theoretical_discharge como A por esa rapidez, discharge como Cd por theoretical_discharge, una cadena de fórmula, method en orifice_flow y un mensaje breve.
Dónde una API de caudal por orificio aporta valor
Los grupos de instrumentación que aún usan medidores de orificio de placa delgada como primera comprobación pueden fijar theoretical_discharge y aplicar después un Cd medido, en lugar de programar √(2gh) a mano en cada hoja. Como la implementación es parse pura de nivel A, cada llamada correcta cuesta el precio base publicado $0.002 sin tokens de modelo ni red saliente.
Casos de integración
Deberes y laboratorios de mecánica de fluidos
Contraste Q = Cd·A·√(2gh) con problemas de libro y laboratorios de tanque de pesada usando el mismo módulo puro que el widget gratuito del navegador.
Preguntas técnicas
¿En qué se diferencia de una calculadora de velocidad de salida de boquilla?
Torricelli da la rapidez del chorro √(2gh). Esta herramienta multiplica esa rapidez por el área y Cd para devolver el caudal volumétrico Q, más el caudal teórico con Cd = 1.
¿Cuánto cuesta la calculadora de caudal por orificio?
La herramienta del navegador es gratuita. Las peticiones API usan saldo prepago de KIT a $0.002 por llamada correcta; la entrada inválida no se factura.