Calculadora de la ley de Poiseuille

La ley de Poiseuille describe el flujo laminar estacionario de un fluido newtoniano e incompresible por una tubería larga, recta y circular. El caudal volumétrico es Q = π ΔP r⁴ / (8 μ L), donde ΔP es la diferencia de presión, r el radio interior, μ la viscosidad dinámica y L la longitud. La calculadora usa unidades SI, por lo que el caudal se expresa en metros cúbicos por segundo. La velocidad media se obtiene con v = Q / (π r²), dividiendo el volumen que pasa cada segundo entre el área transversal del tubo. El radio tiene una influencia especialmente fuerte porque se eleva a la cuarta potencia. Duplicarlo manteniendo lo demás constante multiplica por dieciséis el caudal previsto. El caudal varía linealmente con la diferencia de presión y de forma inversa con la viscosidad y la longitud. Esta sensibilidad hace importante medir bien el diámetro interior en sistemas capilares, tubos de laboratorio, líneas de lubricación, modelos médicos de flujo y canales microfluídicos. Un pequeño error de radio puede producir un error de caudal mucho mayor. La ley depende de supuestos restrictivos. El flujo debe ser laminar y plenamente desarrollado; la tubería, mucho más larga que su diámetro; la pared, rígida y sin deslizamiento; y las propiedades del fluido, aproximadamente constantes. La calculadora obtiene Reynolds mediante Re = ρvD / μ, donde ρ es la densidad y D el diámetro, igual al doble del radio. Valores inferiores a unos 2300 suelen indicar flujo laminar; por encima aparece la transición y se necesitan modelos turbulentos. Los efectos de entrada, curvas, accesorios, rugosidad, pulsaciones, compresibilidad y comportamiento no newtoniano también pueden separar el flujo medido de esta predicción ideal. La viscosidad dinámica debe introducirse en pascal-segundos, no en centipoise sin conversión previa; un centipoise equivale a 0.001 pascal-segundo. La diferencia de presión es la presión de entrada menos la de salida a lo largo de la longitud indicada. Usa el radio interior, no el exterior. Los resultados sirven para estudiar, diseñar preliminarmente, comparar y revisar experimentos, pero el dimensionamiento crítico para la seguridad debe incluir pérdidas en accesorios y aplicar las normas de ingeniería pertinentes. Confirma siempre que Reynolds respalde el supuesto laminar antes de confiar en el caudal calculado.