Este documento presenta fórmulas y conceptos fundamentales de hidráulica. Explica la densidad, presión, energía, caudal, pérdidas de carga y fuerzas en tuberías y canales. También incluye tablas de diámetros y espesores comunes, así como equivalencias de unidades físicas usadas en hidráulica.

1. FORMULARIO DE HIDRAULICA
Densidad: δ= M/V S.I. Kg/m3
Densidad del agua 1000 Kg/m3
.
Densidad relativa: δ= γ/γ’ δ= ρ/ρ’
Peso especifico: γ = (m·g)/v ; γ = ρ·g S.I. N/m2
Técnico: Kg/m3
.
Presiones: P= ∆N/∆S. P = W/S = (S·h·γ)/S =h· γ
P= Ln (K/K- h· γ) S.I. Kg/m2
.
γ1·h1 = γ2·h2. P= h· γ P= γ · (z - z)
Compresibilidad: K= - (∆P/∆S)/V S.I. N/m2
. (Pa) y Kg/m2
en el Técnico.
Tensión superficial: σ = ∆W/∆S S.I Kg/m2
. P·π·d2
/4 = θ·D·π. h=(4θ·cosα)/D·γ.
Fuerzas de Adhesión: Fa = Fc/√2.
Viscosidad: τ= F/S τ = lim ∆S0 dT/dS = ∆T/∆S ; F = S·µ·V/y
Caudal: Q= ∫ v·dS Q=V·S S.I. m3
/s. ; V= m/s ; S = m2
Energías: E/m·g = H= z + (P/γ) + (v2
/2g) = Trinomio de Bernouilli S.I.= m
z1 + (P1/γ) + (v1
2
/2g)+ HB – HT = z2 + (P2/γ) + (v2
2
/2g) + ∆H1-2
H= z+(P/γ) + (v2
/2g) (z= m ; P= Kg/m2
; γ =Kg/m3
; V=m/s ; 2g=
m/s2
).
H1= H2 + ∆H1-2
z + (P/γ) Cota piezométrica S.I. = m
Potencias: N= E/t = (mgH)/t = Qp·H (Qp = caudal en peso = Qγ) N=H·Q·γ
S.I.= Kg·m/s en CV: N=(H·Q·γ)/75.
Fuerzas: dF = d(m·v)/dt m= ρ·dQ·dt d(m·v)/dt = (ρ·dQ·V2)-( (ρ·dQ·V1)
F = ρ·Q(V2 - V1) I = (ρ·Q·V + P·S)n R=ΣI(Salida) -
ΣI(Entrada)
R = (ρ·Q·V2 + P2·S2)n2 - (ρ·Q·V1 + P1·S1)n1. S.I. = Kg/m2
(ρ = Kg/m2
1000/9'8) , (Q= m3
/s) , (V=m/s) + (P= Kg/m2
) , (S=
m2
)
ρ (mcda/9’81) P/1000 (N/m2
)
Coeficiente de Cavitación: σ = (P/γ - Pv/γ) / (v2
/2g) = (P – Pv) / (ρ· v2
/2)
Hidrostática: z1 + (P1/γ) = z2 + (P2/γ) Las cotas piezométricas son iguales.
P1 = P2 + γ (z2 – z1) para un pto. Si el pto está en la superficie
P = γ·h
Pabs = Patm + Prel (Prel = formulas Trnmio d Bernouilli)
Patm =10´33

2. Pa = Pb P + γ·h2 = P0 + γm·h1. (P-P0)/γ = h.
z1 + (P1/γ) - z2 + (P2/γ) = (1-δ)·∆h’ = ∆H
Empujes Hidrostáticos:
Fx = γ · Zg · S (γ=1000 Kg/m3
) Zg = m, S = m2
Xc = Xg + Iyy/Xg·S. Iyy = b·h3
/12 (la referencia de Xc se toma
desde la
Superficie) (m)
Momemto de vuelco: M = Mfx - Mfy
TUBERÍAS:
FORMULAS SEMIEMPÍRICAS:
Fórmula general de pérdidas de carga o Darcy-Weissbach.
∆Hr = f· (L/D)· (V2
/2g) f=coef de fricción función de Re y K/D
L = longitud de la Tubería (m) ; D = diámetro interior (m)
Re = V·D/v Donde V (m/s), D(m), v = viscosidad f(T).
VALORES DE f:
En régimen laminar:
f=64/Re
Régimen turbulento liso.
1/√f = -2Lg(2.51/Re·√f Si Re está entre 4000 y 106
f=0.3164/Re0.25
Régimen turbulento Rugoso:
1/√f = -2Lg (K/D)/3.71
Régimen turbulento intermedio: Ecuación de White-Colebrook:
1/√f = -2Lg[(2.51/Re√f) + (K/3.71·D)] Se utiliza con el ábaco
de Moody.
1/√f = -2Lg[(5.73/Re0.9
) + (K/3.71·D)] Ecuación de Jain (Sin
ábaco)
FORMULAS EMPÍRICAS:
Hazen-Williams: (tuberías de Fundición)

3. ∆Hr = 10.36· (L/C1.85
)·(Q1.85
/D4.85
) En régimen Turb. Zona de
trans.
C es coef. de H-W para distinto tipo de material.
Veronese Datei: (Para PVC)
∆Hr = 0.00092·L(Q1.8
/ D4.8
) 4·104
<Re<106
Régimen de trans.
Prox a turb.
Scimemi: (fibrocemento)
∆Hr = 9.84·10-4
·L· (Q1.786
/D4.786
) régimen permanente liso
Cruciani-Margaritora: (para PE) y 4·103
<Re<106
∆Hr = 0.00099·L·(Q1.75
/ D4.75
) régimen permanente liso.
Manning:
∆Hr = 10.29·n2
·L·(Q2
/D5.33
) Para régimen turbulento rugoso

4. TABLAS DE DIÁMETROS Y ESPESORES DE LAS TUBERÍAS: D = De - 2e
:
para tuberías de poliéster reforzadas con fibra de vidrio.

5. Mariotte:
e(mm)=(P·D)/(2σ) P,D,σ, han de estar en las mismas uds.
Fibrocemento: DN=DI ; PVC,PE: DN=DE; Fundición:
e(mm)=K(0.5+0.001·DN)
K=9
CANALES:
Número de Froude: F= V/(√g·h)
0<F<1 Régimen lento, F=1 Régimen critico, F>1 Régimen rápido
supercrítico
Canal trapecial:
l=solera ; h=calado L= l+2h·cotgα = Ancho de sup libre.
S=h(l+h·cotgα) = Sección mojada. c=l+2·(h/senα) Perímetro mojado.
R=S/c Radio hidráulico.
Canal rectangular:
L=l ; S=l·h ; c=l+2h ; R= (l·h)/(l+2h)
Canal triangular:
l=0 ; θ/2 = 90-α ; L=2h·tan(θ/2) ; S = h2
·tan(θ/2)
c=2h/cos(θ/2) ; R=h/2·sen(θ/2)
Canal circular:

6. L=2rsen(θ/2) ; S=(r2
/2)(θ-senθ) "θ" en Rad
h=r(1- cos(θ/2)) ; c=r·θ ; R=(r/2) · [1- ((senθ)/θ)]
ESFUERZO CORTANTE EN LAS PAREDES. Velocidades admisibles.
τ0=Cf·γ·(V2
/2g)
PÉRDIDAS DE CARGA CONTINUAS:
Fórmula de Darcy-Weissbach para canales o ecuación general.
∆Hr = f· (L/4R)· (V2
/2g)
Para calcular V(m/s):
Fórmula de Chèzy V=C·√R·I.
Para calcular C:
Fórmula de Bazin: C=87/(1+(γ/√R))

7. El caudal por Bazin es: Q=C·S·√R·I
Manning:
Para calcular V(m/s) y Q(m3
/s)
V=(R2/3
·√I)/n. ; Q=(S·R2/3
·√I)/n siendo C=R1/6
/n

8. RESGUARDOS: un mínimo de 10 cm o el 20% del calado.
COEFICIENTE DE RUGOSIDAD EQUIVALENTE:
n = (Σci·ni
3/2
)2/3
/c 2/3
n = rugosidades, c = perímetro mojado.
SECCIÓN HIDRÁULICAMENTE ÓPTIMA.

9. De manning: Q=(S·R2/3
·√I)/n, si R=(S/c) ; Q=(S·(S/c)2/3
·√I)/n despejo
c:
c=(S5/3
· I1/2
) / (n3/2
· Q3/2
) El perímetro mojado es mínimo.
EQUIVALENCIAS DE LAS UNIDADES FISICAS
1atm métrica = 735’72 mm de Hg = 10 mdca =10000 Kg/m2
= 1Kg/cm2
= 98100 Pa.
1atm física = 760 mm de Hg = 10’33 mcda = 10336 Kg/m2
= 1’0336
Kg/cm2
= 101325 Pa
1 Poisse = (1 dyna ·1s)/1 cm2
=1gr/1cm X 1s Téc. Kg·s/m2
1poisse= (10-5
N x 1s)/(10-4
m2
) = 0’1 Kg·s/9’81 m2
= 0`01019 Kg·s/m2
.
mm de H2O = Kg/m3
1 litro = 1dm3
= 1Kg 1m3
= 1000 dm3
= 1000 litros.
1 CV = 0’736 Kw 1cm = 0’01 m 1cm2
= 0’0001 m2
1 Pa = 0’001 hPa 1atm física = 1013mb = 101’3 hPa
1 mcda = 10000 N/m2
1Kg/m2
= 10 N/m2