El clculo del caudal de agua viene expresado por la ecuacin de continuidad:

donde:

es el caudal (m/s)

es la velocidad (m/s)

es el rea de la seccin transversal de la tubera (m)

El clculo de caudales se basa en el Principio de Bernoulli que, para un lquido que fluye en un

conducto sin rozamiento, se expresa como:

donde:

es el valor de posicin del lquido (de su centroide), respecto a un sistema de

coordenadas. Se le conoce tambin como altura de posicin.

es el valor de la aceleracin de la gravedad.

es el valor de la densidad del lquido.

es el valor de la presin del lquido confinado dentro de la tubera.

Es importante tener en cuenta que esta ecuacin es vlida tanto para presiones absolutas (la

presin en un punto del fluido, ms la presin atmosfrica), como para presiones relativas

(solamente la presin en el punto del fluido sin considerar la presin atmosfrica). Como en los

circuitos que se suelen estudiar, las diferencias de altura son relativamente reducidas, puede

considerarse que la presin atmosfrica es constante y generalmente se usa utilizando presiones

relativas.

Se aprecia que los tres sumandos son, dimensionalmente, una longitud, por lo que el principio

normalmente se expresa enunciando que, a lo largo de una lnea de corriente, la suma de la altura

geomtrica ( ) la altura de velocidad ( )y la altura de presin ( ), se mantiene constante.

Considerando el rozamiento presente en las paredes de la tubera al desplazarse el lquido, la

ecuacin entre dos puntos 1 y 2 se puede expresar como:

o lo que es igual

,

donde prdidas(1,2) es la prdida de energa (o de altura) que sufre el fluido por rozamiento al

circular entre el punto 1 y el punto 2. Esta ecuacin es aplicable por igual al flujo por tuberas

como por canales y ros.

Si L es la distancia entre los puntos 1 y 2 (medidos a lo largo de la conduccin), entonces el

cociente (prdidas (1,2)) / L representa la prdida de altura por unidad de longitud de la

conduccin. A este valor se le llama pendiente de la lnea de energa y se lo denomina J.

Frmulas experimentales

Existen varias frmulas experimentales que relacionan la pendiente de la lnea de energa con la

velocidad de circulacin del fluido. Cuando ste es agua, quizs la ms sencilla y ms utilizada sea

la frmula de Manning:

es el coeficiente de rugosidad, depende del material de la tubera

es el radio hidrulico de la seccin (rea / permetro mojado = un cuarto del dimetro

para conductos circulares a seccin plena).

En general, las alturas geomtricas son un dato. De esta manera, conocidas las condiciones en un

punto (por ejemplo, en un depsito la velocidad nula en la superficie y la presin es la presin

atmosfrica) y la geometra de la conduccin, se pueden deducir las caractersticas del flujo

(velocidad y presin) en cualquier otro.

, todas las prdidas localizadas son solamente funcin de la velocidad, viniendo ajustadas

mediante expresiones experimentales del tipo:

(J) joule.

Los coeficientes K se encuentran tabulados en la literatura tcnica especializada, o deben ser

proporcionados por los fabricantes de piezas para conducciones. En general si se realiza el clculo

sin considerar las prdidas localizadas, los errores cometidos resultan poco significativos a efectos

prcticos. Tambin se suele utilizar el concepto de longitud equivalente para el clculo de prdidas

localizadas. En este caso, se calcula a partir del dimetro de la tubera y de los valores tabulados

para cada tipo de elemento que pueda producir una prdida localizada, una longitud que,

multiplicada por las prdidas unitarias J, da el valor de las prdidas localizadas.