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: .

mm
misurato all’interno, non il diametro nominale
m
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Risultato

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Velocità del flusso: 1,06 m/s · Portata: 20 l/min · Δp = 0,077 bar
Dati del flusso
GrandezzaValoreFormula
Velocità del flusso1,06 m/sv = Q / A
Portata20 l/min = 0,333 l/s = 1,2 m³/hQ = v·π·d²/4
Numero di Reynolds16.250 (turbolento)Re = v·d/ν
Coefficiente di attrito λ0,0274Swamee–Jain
Perdita di carico sulla lunghezza77 mbar = 0,077 barΔp = λ·(L/d)·ρ·v²/2
Perdita di carico per metro7,7 mbar/m
Una velocità di 1,06 m/s rientra nell’intervallo usuale di 0,5–2 m/s per le tubazioni dell’acqua. Le perdite localizzate (curve, valvole) non sono incluse.

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?

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

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