Calculadora de GPM a PSI

Q: ¿Cómo calculo los gpm a partir de los psi para el agua?

Para convertir gpm a psi para el agua, sigue estos pasos: Mide la presión dentro del depósito utilizando un manómetro. Resta la presión atmosférica de la presión del depósito . Multiplica el resultado del paso 2 por 2 y divide por la densidad del agua . Toma la raíz cuadrada del valor del paso 3 y multiplícala por el área de la sección transversal de la tubería. ¡Enhorabuena! Has calculado el caudal en litros por minuto (gpm) a partir de la lectura en psi del manómetro. Read more

Q: ¿Es lo mismo gpm que psi?

No , los gpm (o galones por minuto) miden el caudal de líquido, mientras que los psi (o libras por pulgada cuadrada) miden la presión. Por tanto, no miden la misma cantidad física. Read more

Created by Purnima Singh, PhD

Reviewed by Steven Wooding

Translated by Álvaro Díez and Gabriela Diaz

Last updated: Jan 18, 2024

Table of contents:

La calculadora de psi a gpm de Omni te permite determinar el caudal de agua en gpm a partir de la lectura de psi de un manómetro. También puedes utilizar esta calculadora para convertir psi en galones por hora.

Sigue leyendo este artículo para aprender:

La diferencia entre psi y gpm.
¿Qué es la ecuación de Bernoulli?
¿Cómo convertir gpm a psi sabiendo el tamaño de la tubería?

PSI y GPM

PSI o libras por pulgada cuadrada es una unidad de presión. Podemos definir 1 psi como la presión debida a una fuerza de una libra-fuerza aplicada sobre un área de una pulgada cuadrada. Por tanto, un término más exacto para psi sería libra-fuerza por pulgada cuadrada (lbf/in²).

Un psi equivale aproximadamente a 6894.76 pascales (la unidad SI de presión es el pascal o Pa). Se utiliza mucho para medir la presión en la industria y en la vida cotidiana, por ejemplo, la presión de los neumáticos, la presión de las bocas de incendios, etc.

GPM o galones por minuto es una unidad de medida del caudal, es decir, especifica la velocidad a la que un líquido (por ejemplo, el agua) se desplaza por una tubería o bomba. Un galón US por minuto equivale aproximadamente a $6.309 × 10^{-5}\ \rm{m^3/s}$ .

Como el psi es una medida de la presión y el gpm es una medida del caudal, no podemos convertir directamente gpm a PSI o viceversa. Sin embargo, podemos utilizar la ecuación de Bernoulli para un fluido incompresible para calcular el caudal en gpm si se conocen otras variables.

Antes de seguir adelante, intentemos comprender qué es la ecuación de Bernoulli.

¿Qué es la ecuación de Bernoulli?

La ecuación de Bernoulli establece que para un fluido incompresible y sin fricción, la suma de la presión ( $P$ ), la densidad de energía cinética y la densidad de energía potencial es constante, es decir:

\scriptsize P + \frac{1}{2} \rho v^2 + \rho g h = \text{constante}

donde:

$ρ$ - densidad del fluido;
$v$ - velocidad del flujo del fluido;
$h$ - altura desde el suelo;
$g$ - aceleración debida a la gravedad.

La densidad de energía potencial se calcula utilizando una ecuación de energía potencial modificada, con la densidad en lugar de la masa del fluido.

Cuando el fluido circula por una tubería de diámetro y altura variables, las densidades de presión y energía en dos puntos de la tubería se relacionan como:

\scriptsize P_1 + \frac{1}{2} \rho v_1^2 + \rho g h_1 = P_2 + \frac{1}{2} \rho v_2^2 + \rho g h_2

Geometría típica utilizada para la derivación de la ecuación de Bernoulli. — Una geometría típica utilizada para la derivación de la ecuación de Bernoulli. (Fuente: wikimedia.org)

Para un fluido que fluye a una profundidad/altura constante, la ecuación anterior cambia a:

\scriptsize P_1 + \frac{1}{2} \rho v_1^2 = P_2 + \frac{1}{2} \rho v_2^2

En otras palabras, a medida que aumenta la velocidad de un fluido en movimiento, disminuye su presión y viceversa. Para profundizar, dirígete a nuestra calculadora de la ecuación de Bernoulli 🇺🇸.

En la próxima sección, veremos cómo convertir gpm a PSI.

Calcular gpm a partir de la presión

Para determinar el caudal en galones por minuto o gpm, necesitamos conocer la presión en dos puntos distintos (digamos 1 y 2) del recorrido del caudal (o tubería). Utilizando la ecuación de Bernoulli para el flujo de fluidos a profundidad constante, podemos escribir:

\scriptsize P_1 + \frac{1}{2} \rho v_1^2 = P_2 + \frac{1}{2} \rho v_2^2

\scriptsize \begin{align*} P_1 - P_2 &= \frac{1}{2} \rho (v_2^2 - v_1^2) \\ \\ (v_2^2 - v_1^2) & = \frac{2(P_1 - P_2)}{\rho} \end{align*}

Por tanto, para determinar la velocidad, debemos tomar la diferencia de presión entre los dos puntos, multiplicarla por 2, dividir el resultado por la densidad del agua y luego tomar su raíz cuadrada.

Una vez obtenida la velocidad, podemos calcular fácilmente el caudal 🇺🇸 multiplicándolo por el área de la sección transversal de la tubería. Hay que tener en cuenta que aquí estamos suponiendo que el área de la sección transversal de la tubería es despreciable en comparación con el área de la sección transversal del depósito. La velocidad del agua dentro del depósito también se considera despreciable a efectos prácticos, es decir, $v_1 = 0$ .

¿Cómo convertir gpm a psi sabiendo el tamaño de la tubería?

Veamos cómo calcular el caudal de agua que sale de un depósito por una tubería de 2.5 pulgadas de diámetro. Sea la presión dentro del depósito de 72.0 psi. La presión en el punto de salida será igual a la presión atmosférica, es decir, 14.7 psi.

Primero calculamos la diferencia entre la presión en el interior del depósito ( $P_1$ ) y en el punto de salida ( $P_2$ ):

\quad \scriptsize \quad \begin{align*} P_1 - P_2 &= (72.0 - 14.7) \ \rm{psi} \\[1em] &= 57.3 \ \rm{psi} \end{align*}

Para convertir la libra-fuerza por pulgada cuadrada (psi) en libra-fuerza por pie cuadrado, multiplicaremos el resultado por 144:

\quad \scriptsize \quad \begin{align*} 57.3\ \rm{psi} \times \frac{144 \ \rm{lbf/ft^2}}{1\ \rm{psi}}\\[1em] = 8251.2\ \rm{lbf/ft^2} \end{align*}

También podemos expresar lbf (libra-fuerza) como 32.174 lb⋅ft/s². Por tanto, podemos reescribir la diferencia de presión anterior como

\quad \scriptsize \quad \begin{align*} 8251.2 \times 32.174\ \frac{(\rm{lb⋅ft/s^2)}}{\rm{ft²}} \\[1em] = 265 \, 474.11\ \rm{lb/ft⋅s^2} \end{align*}

Ahora multiplicamos la diferencia de presión por 2 y dividimos el resultado por la densidad del agua (62.4 lb/ft³).

\quad \scriptsize \quad \begin{align*} & \frac{265 \, 474.11\ \rm{lb/ft⋅s^2} \times 2} {62.4\ \rm{lb/ft^3}}\\[1em] &=8508.79\ \rm{ft^2/s^2} \end{align*}

Tomando la raíz cuadrada del valor anterior, obtendremos la velocidad en pies/s:

\quad \scriptsize \quad \begin{align*} \sqrt{8508.79\ \rm{ft^2/s^2}}=92.243 \ \rm{ft/s} \end{align*}

Ahora calcularemos el área de la sección transversal de la tubería:

\quad \scriptsize \quad \begin{align*} \rm{Área} &= \pi \left (\frac{\text{diámetro}}{2} \right )^2 \\[1em] & = 3.14 \times\left (\frac{\text{0.20833\ \rm{ft}}}{2} \right )^2 \\[1em] & = 0.03409 \ \rm{ft^2} \end{align*}

Multiplica la velocidad por el área de la sección transversal de la tubería:

\quad \scriptsize \quad \begin{align*} & 92.243 \ \rm{ft/s} \times 0.03409 \ \rm{ft^2} \\[.5em] & = 3.145 \ \rm{ft^3/s} \end{align*}

Para convertir pies cúbicos por segundo en galones por minuto, multiplicamos por 448.83:

\quad \scriptsize \quad \begin{align*} & 3.145 \ \rm{ft^3/s} \times 448.83 \ \frac{\rm{gpm}}{1\ \rm{ft^3/s}}\\ & = 1411.57 \ \rm{gpm} \end{align*}

¡Guau! No ha sido tan fácil 😰. Ahora vamos a ver si el uso de la calculadora de psi a galones por minuto puede facilitarnos la vida si queremos convertir gpm a psi.

¿Cómo utilizar la calculadora de PSI a gpm?

Consideraremos el mismo problema que en la sección anterior:

Escribe la presión dentro del depósito (72.0 psi) y la presión a la salida (14.7 psi).
Introduce el diámetro de la tubería (2.5 pulgadas). También puedes introducir el área de sección transversal de la tubería.
La calculadora de psi a galones por minuto mostrará el caudal en galones por minuto (1411.3 gpm ).
También puedes utilizar esta calculadora para convertir psi a galones por hora eligiendo la unidad en el menú desplegable.

FAQ

¿Cómo calculo los psi a partir de los gpm y el diámetro de la tubería?

Para calcular los psi a partir de los gpm y el diámetro de la tubería, procede como se indica a continuación:

Calcula el área de sección transversal de la tubería utilizando el diámetro dado.
Divide el caudal medido en gpm por el área y saca el cuadrado del resultado.
Multiplica el valor del paso 2 por la densidad del agua y divídelo por 2.
Añade la presión atmosférica al resultado del paso 3, y obtendrás la presión en psi.

¿Cómo calculo los gpm a partir de los psi para el agua?

Para convertir gpm a psi para el agua, sigue estos pasos:

Mide la presión dentro del depósito utilizando un manómetro.
Resta la presión atmosférica de la presión del depósito.
Multiplica el resultado del paso 2 por 2 y divide por la densidad del agua.
Toma la raíz cuadrada del valor del paso 3 y multiplícala por el área de la sección transversal de la tubería.
¡Enhorabuena! Has calculado el caudal en litros por minuto (gpm) a partir de la lectura en psi del manómetro.

¿Es lo mismo gpm que psi?

No, los gpm (o galones por minuto) miden el caudal de líquido, mientras que los psi (o libras por pulgada cuadrada) miden la presión. Por tanto, no miden la misma cantidad física.

¿Cómo encuentro el caudal a partir de la velocidad?

El caudal es el volumen de fluido que circula por unidad de tiempo a través de un área determinada. Para determinar el caudal a partir de la velocidad, debes multiplicar la velocidad por el área de sección transversal.

Purnima Singh, PhD

Pressure inside the tank

psi

Pressure at the exit

psi

Diameter of the pipe

Cross sectional area of the pipe

Flow rate in gpm

Force converterInch-pounds to foot-poundslbs to newton converter… 5 more