Calcolo della portata di un tubo
Questo calcolo della portata di un tubo parte dal diametro interno e dalla velocità del flusso, o viceversa, e dà numero di Reynolds, coefficiente di attrito e perdita di carico per l’acqua.
Fonte: Wikipedia – Rohrreibungszahl (Darcy-Weisbach, Swamee-Jain, Rauheiten). Aggiornato al: .
Come si calcola
Portata Q = v · A con A = π·d²/4. In un tubo con diametro interno di 20 mm, 20 l/min scorrono a circa 1,06 m/s.
Come si calcola
La velocità deriva da portata e sezione, il numero di Reynolds da Re = v·d/ν. Sotto Re ≈ 2.320 l’acqua scorre in regime laminare, sopra in regime turbolento. Il coefficiente di attrito λ è 64/Re in laminare e, in turbolento, viene dalla formula esplicita di Swamee e Jain da Re e dalla scabrezza relativa k/d. La perdita di carico segue Darcy-Weisbach: Δp = λ · (L/d) · ρ · v²/2.
Quale velocità ha senso?
- Le tubazioni di acqua potabile e di riscaldamento sono di solito progettate per 0,5–2 m/s.
- Acqua troppo veloce fa rumore e aumenta la perdita di carico, troppo lenta favorisce i depositi.
- La perdita di carico cresce con il quadrato della velocità e cala molto con un diametro maggiore.
Materiale e temperatura dell’acqua agiscono tramite scabrezza e viscosità. Curve, valvole e raccordi aggiungono perdite localizzate, qui non incluse.
Domande frequenti
Come si calcola la portata in un tubo?
Con Q = v · π·d²/4: velocità del flusso per area della sezione. A 1 m/s in un tubo con diametro interno di 20 mm sono circa 18,8 l/min.
Quale velocità è usuale nelle tubazioni dell’acqua?
Di solito 0,5–2 m/s. Sotto c’è rischio di depositi; sopra, rumore di flusso e forte perdita di carico.
Come si calcola la perdita di carico in un tubo?
Con Darcy-Weisbach: Δp = λ · (L/d) · ρ · v²/2. Il coefficiente λ dipende dal numero di Reynolds e dalla scabrezza.
Fonti e riferimenti normativi
- Wikipedia – Rohrreibungszahl (Darcy-Weisbach, Swamee-Jain, Rauheiten)
- Wikipedia – Darcy–Weisbach equation
- Wikipedia – Swamee–Jain equation (explicit friction factor)
- Wikipedia – Eigenschaften des Wassers (proprietà dell’acqua: densità e viscosità in funzione della temperatura)
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