Diferencia entre revisiones de «Caudal (fluido)»
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{{fusionar|Caudal (hidrografía)}}
En [[dinámica de fluidos]], '''caudal''' es la cantidad de fluido que circula a través de una sección del ducto (tubería, cañería, oleoducto, río, canal, …) por unidad de tiempo. Normalmente se identifica con el [[flujo volumétrico]] o volumen que pasa por un área dada en la unidad de tiempo. Menos frecuentemente, se identifica con el flujo másico o masa que pasa por un área <span lang="es" dir="ltr">dada</span> en la unidad de tiempo.
== Definición matemática ==
== El caudal en la ingeniería agríco ==▼
En el caso de que el flujo sea normal a la superficie o sección considerada, de área'' A'', entre el caudal y la velocidad promedio del fluido existe la relación:
:<math>Q=A\,\bar{v}</math>
donde
* <math>Q</math> Caudal ([L<sup>3</sup>T<sup>−1</sup>]; m³/s)
* <math>A</math> Es el [[área]] ([L<sup>2</sup>]; m²)
* <math>\bar{v}</math> Es la [[velocidad]] promedio. ([LT<sup>−1</sup>]; m/s)
En el caso de que velocidad del fluido forme un ángulo ''θ'' con la perpendicular a la sección de [[área]] ''A'' atravesada por el fluido con velocidad uniforme ''v'', entonces el flujo se calcula como:
:<math> Q = A\, v \cos \theta</math>.
En el caso particular de que el flujo sea perpendicular al área A (por tanto θ = 0 y <math> \cos \theta = 1 </math>) entonces el flujo vale:
:<math> Q = A\, v </math>.
Si la velocidad del fluido no es uniforme o si el área no es plana, el flujo debe calcularse por medio de una integral:
:<math> Q = \iint_{S} \mathbf{v} \cdot d \mathbf{S} </math>
donde ''d'''''S''' es el vector superficie, que se define como
:<math> d\mathbf{S} = \mathbf{n} \, dS </math>,
donde '''n''' es el vector unitario normal a la superficie y ''dS'' un elemento diferencial de área.
:<math>\iint_S\mathbf{v}\cdot d\mathbf{S}=\iiint_V\left(\nabla\cdot\mathbf{v}\right)dV</math>.
En [[física]] e [[ingeniería]], caudal es la cantidad de fluido que circula por unidad de tiempo en determinado sistema o elemento. Se expresa en la unidad de volumen dividida por la unidad de tiempo (p. ej., [[metro cúbico por segundo|m³/s]]).
En el caso de [[Cuenca (accidente geográfico)|cuencas]] de ríos o [[arroyo]]s, los caudales generalmente se expresan en [[metro cúbico por segundo|metros cúbicos por segundo]] o miles de metros cúbicos por segundo. Son variables en tiempo y en el espacio y esta evolución se puede representar con los denominados [[hidrograma]]s.
El caudal de un río es fundamental en el dimensionamiento de [[Presa (hidráulica)|presas]], [[embalse]]s y obras de [[control de avenidas]]. Dependiendo del tipo de obra, se emplean los caudales medios diarios, con un determinado tiempo de recurrencia o [[tiempo de retorno]], o los caudales máximos instantáneos. La forma de obtención de uno y otro es diferente y, mientras para los primeros se puede tomar como base los valores registrados en una estación de medición, durante un número considerable de años, para los segundos, es decir para los máximos instantáneos, muy frecuentemente se deben calcular a través de [[modelo matemático|modelos matemáticos]].
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