Coeficientes de pérdidas de carga localizadas (K)
Coeficientes K de referencia para el método de la altura de velocidad en el cálculo de pérdidas localizadas en accesorios, válvulas, entradas y salidas — los valores detrás del conteo de accesorios en las calculadoras de bombeo de LOGOS.
El método de la altura de velocidad
Todo accesorio, válvula, entrada o salida perturba el flujo y disipa energía además de la fricción de la tubería recta. La forma clásica de contabilizarlo es el coeficiente K (coeficiente de resistencia): la pérdida de cada accesorio es un múltiplo de la altura de velocidad,
h_loc = K · v²/(2g)
donde v es la velocidad media en la tubería donde está instalado el accesorio y g = 9,81 m/s². Para una línea se suman los coeficientes: h_loc,total = ΣK · v²/(2g) — exactamente como las calculadoras de LOGOS consumen el conteo de accesorios que usted informa por tramo.
Leyendo la tabla
Los K de abajo son valores únicos representativos para agua limpia y válvulas totalmente abiertas — adecuados para dimensionamiento preliminar y para la gran mayoría de las líneas de servicios. Tres puntos de atención:
- Radio corto vs radio largo importa más que el ángulo. Un codo de 90° de radio corto (K = 0,9) pierde más del doble que una curva de 90° de radio largo (K = 0,4).
- El estilo de válvula es una elección de orden de magnitud. Compuerta 0,2; retención 2,5; angular 5; globo 10.
- Entradas y salidas son geometría, no equipo. La entrada reentrante duplica la pérdida de la entrada de borde vivo (1,0 vs 0,5); la salida siempre cuesta una altura de velocidad completa.
K, longitud equivalente y Cv
Los fabricantes publican la misma física en tres monedas. El K se aplica directo a la altura de velocidad. La longitud equivalente (Le/D) convierte el accesorio en metros ficticios de tubería recta — cómodo en el cálculo manual, pero acopla la pérdida del accesorio al factor de fricción de la tubería. El coeficiente de caudal Cv (o Kv) expresa capacidad a una caída de presión de referencia y es el estándar para válvulas de control — es lo que usan las calculadoras de válvulas de control de LOGOS.
Coeficientes K de pérdidas localizadas para accesorios y válvulas
| Accesorio / válvula | K (–) |
|---|---|
| Codo de 90° (radio corto) | 0,9 |
| Codo de 45° | 0,4 |
| Curva de 90° (radio largo) | 0,4 |
| Curva de 45° (radio largo) | 0,2 |
| Entrada normal (borde vivo) | 0,5 |
| Entrada de borde (reentrante) | 1 |
| Salida de tubería | 1 |
| Expansión (ensanchamiento) | 1 |
| Reducción (estrechamiento) | 0,5 |
| Válvula de compuerta (abierta) | 0,2 |
| Válvula de globo (abierta) | 10 |
| Válvula angular (abierta) | 5 |
| Válvula de retención | 2,5 |
| Válvula de pie con criba | 1,75 |
| Unión en Y | 0,4 |
| Te de paso directo | 0,6 |
| Te con salida lateral | 1,8 |
| Te bilateral | 1,8 |
Valores únicos representativos para dimensionamiento preliminar, como los usados por las calculadoras hidráulicas de LOGOS. Para accesorios críticos, use el K o Cv del fabricante.
Normas y métodos
- Crane TP-410 (método)
- Idelchik (método)
- Darcy-Weisbach
Preguntas frecuentes
¿Por qué la válvula de globo tiene K = 10 y la de compuerta 0,2?
Geometría. La compuerta totalmente abierta deja un paso casi recto, mientras la de globo obliga al flujo a dos giros de 90° y un asiento anular incluso abierta. Es el precio de la buena capacidad de estrangulación.
¿Los valores de K dependen del diámetro?
En rigor sí — el K de accesorios geométricamente semejantes baja algo con el tamaño y con el Reynolds. Las tablas de valor único como esta son la aproximación aceptada para diseño preliminar. En líneas grandes o críticas, use el dato del fabricante.
¿Cuál es la diferencia entre K y longitud equivalente (Le/D)?
Dos codificaciones de la misma pérdida: K entra directo en h = K·v²/2g, mientras Le/D convierte el accesorio en metros de tubería recta vía Le = K·D/f. La longitud equivalente ata la pérdida del accesorio al factor de fricción de la tubería — el método K es más limpio.
¿Cuándo dominan las pérdidas localizadas?
En tramos cortos y llenos de accesorios — múltiples de succión, interconexiones de equipos, casas de bombas. Como regla práctica, con longitud recta por debajo de ~50 diámetros el término ΣK suele pesar más que la fricción distribuida.
¿La salida de tubería tiene siempre K = 1,0?
Descargando a tanque o atmósfera, sí: toda la altura de velocidad se pierde, así que K = 1,0 sin importar la forma del borde. Es uno de los términos más olvidados en la verificación de NPSH.