La velocidad de circulación del agua a presión dentro de las conducciones se puede determinar utilizando fórmulas empíricas de pérdida de carga donde se relaciona la velocidad, el diámetro interior y la pérdida de carga unitaria de las tuberías.

A continuación se hace una reseña de estas fórmulas.

FORMULA DE MOUGNIE

Para presiones nominales entre 20 y 50 m.c.a

Donde:

V = Velocidad del agua (m/seg.)

D = Diámetro interno de la conducción (m).

Conocido el caudal aproximado que circula por una tubería, y teniendo en cuenta la ecuación de la continuidad

FÓRMULA DE DEPUIT

Para tuberías rugosas y diámetros inferiores a 0,8 m. Circulación de agua a presión:

Donde:

V = Velocidad en m/seg.

D = Diámetro interior en m

,j = Pérdida de carga unitaria (m.c.a /m, adimensional)

 FÓRMULA DE DARCY

Para tuberías rugosas, diámetros entre 0,040 m y 0,50 m, velocidades comprendidas entre los 0,25 m/seg. Y 2,5 m/seg., con agua a presión.

Donde:

a = 0,000507 (para tubos de fundición en servicio) y 0,000254 (para tubos de fundición nuevos)

b = 0,000013 (para tubos de fundición en servicio y 0,0000065 (para tubos de fundición nuevos)

Donde:

a = 0,00092 (para tubos de fundición en servicio) y 0,00074 (para tubos de fundición nuevos).

Donde:

g = 0,06 para tuberías de fibrocemento; 0,10 para tuberías de acero nuevas; 0,16 para tuberías de fundición nuevas; 0,23 para tuberías de fundición en servicio; 0,36 para tuberías de fundición con incrustaciones.

FÓRMULAS DE SCIMEMI

Para tuberías de fibrocemento con régimen turbulento y agua a presión (recomendada para el dimensionado de tubos de fibrocemento).

Donde:

V = Velocidad de circulación del agua.

R = Radio hidráulico.

,j = Pérdida de carga unitaria.

D = Diámetro interno de la conducción.

 FÓRMULA DE SCOOBEY:

Donde:

K_S = 0,32 para tuberías de PVC y PE; 0,32 para tuberías de fibrocemento; 0,36 para tuberías de acero nuevas; 0,44 a 0,48 para tuberías de acero en servicio; 0,42 a 0,48 para tuberías de acero con acoplamientos rápidos (uniones desmontables).

V = Velocidad de circulación del agua.

D = Diámetro interno de las conducciones.

 FORMULA DE KOZENY

Para tubos lisos (preferentemente de fibrocemento), con régimen de transición o turbulento (Re>4.000) y agua a presión.

Donde:

g = Coeficiente de fricción

g = Aceleración de la gravedad

Re = Número de Reynolds.

 FORMULAS MODERNAS PARA EL PVC

 En la actualidad se proponen las siguientes fórmulas para el dimensionado de las tuberías de PVC, con agua a presión a 20 ºC y valores del número de Reynolds (Re) entre 3.000 y 150.000

En el mismo supuesto para valores del número de Reynolds entre 150.000 y 1.000.000 se propone esta otra fórmula:

Donde:

,j = Pérdida de carga unitaria en la tubería.

D = Diámetro de la tubería.

V = Velocidad de circulación del agua en la tubería.

 VARIACIÓN DE LA PERDIDA DE CARGA Y LA TEMPERATURA DEL AGUA

La pérdida de carga el agua dentro de las conducciones también depende de la temperatura de la misma, de este modo, en función de la temperatura se pueden establecer los siguientes valores del factor de corrección de temperatura (K_t), según la tabla que se adjunta: 

La pérdida de carga a una determinada temperatura viene dada por la siguiente fórmula:

Donde:

,j_t = Pérdida de carga en m.c.a. por ml de tubería, con agua circulando a la temperatura t.

K_t = Factor de corrección de temperatura, determinado en la tabla anterior.

,j_20ºC = Pérdida de carga en m.c.a. por ml de tubería, con agua circulando a 20º C.

VELOCIDADES MÁXIMAS Y MÍNIMAS

Por lo ya expuesto en otras fichas, se hace preciso mantener la velocidad del agua dentro de ciertos límites, que se determinan en función del material con el que está construido las tuberías y de la sección de las mimas. De este modo se puede establecer que las velocidades máximas no deben superar los 4 a 5 m/seg. en las tuberías de gran diámetro. No es conveniente, por término general, que las velocidades superen los 2,50 m/seg.

Las tuberías de plástico admiten velocidades máximas superiores a las de fundición que, a su  vez, admiten velocidades superiores a las de fibrocemento.

Los valores mínimos de la velocidad se establecen en función de la rugosidad del material con el que está construido la tubería.

No deben admitirse valores de la velocidad inferiores a los 0,30 m/seg. para evitar la sedimentación y la formación de depósitos.

Para velocidades inferiores a los 0,60 m/seg, es inevitable que se comiencen a formar depósitos de arena.