El flujo hidráulico, o tasa de flujo, se define como el volumen de una sustancia que fluye a través de un área de superficie definida durante un período de tiempo específico. Las unidades de una tasa de flujo son volumen por tiempo, y se representa matemáticamente con una letra mayúscula Q. Es necesario comprender el flujo hidráulico en ingeniería para determinar el flujo volumétrico y la potencia necesarios para bombear un fluido a través de un canal o tubería. Para calcular la velocidad de flujo, el área de la tubería o el canal, la velocidad de flujo y el ángulo de flujo deben conocerse o derivarse de la declaración del problema.
Calcule el área de la sección transversal de la tubería si esto no se proporciona en la declaración del problema. Use ecuaciones geométricas básicas de área dependiendo de la forma de las secciones transversales, que pueden ser circulares, rectangulares o trapezoidales. El área de la sección transversal se conoce como la forma del canal perpendicular al flujo. Las ecuaciones que se pueden usar son:
Área de un círculo = pi x radio x radio Área de un rectángulo = longitud x ancho Área de un trapecio = .5 x altura x (longitud1 + longitud2)
Multiplique el área de la sección transversal por la velocidad del flujo, proporcionada en unidades de longitud sobre unidades de tiempo al cuadrado. Si el área de la sección transversal y el flujo son verdaderamente perpendiculares, el ángulo del caudal es de cero grados. El valor que acaba de calcular es el flujo hidráulico.
Multiplique el valor del paso 2 por el coseno de theta, donde theta es el ángulo de flujo entre el área y la dirección del flujo. Use theta solo cuando no pueda calcular el área de sección transversal perpendicular exacta en el paso 1.