Perdita di carico distribuita (Darcy-Weisbach)
Calcola la perdita di carico distribuita in una tubazione con la formula di Darcy-Weisbach. Utile per dimensionare pompe e verificare la pressione disponibile.
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Formula e metodo
Dati: Q=1,5 l/s, Ø40mm PVC, L=20m.Risultato: V≈1,2 m/s, Re≈47.000 (turbolento), Δh≈0,9 m.c.a., gradiente ≈45 mm/m.
Perdite di carico nelle condotte
Quando un fluido scorre in una tubazione, l'attrito tra fluido e parete e la turbolenza interna causano una perdita di energia, espressa come perdita di carico (o di pressione). Le perdite distribuite sono quelle lungo i tratti rettilinei, proporzionali alla lunghezza. Si sommano alle perdite localizzate (curve, valvole, raccordi) per ottenere la perdita totale del circuito.
Formule di calcolo
Per acqua in regime turbolento, le formule più usate sono Darcy-Weisbach (rigorosa, applicabile a tutti i fluidi) e Hazen-Williams (empirica, semplice, solo per acqua). Darcy-Weisbach: ΔH = f × (L/D) × (v²/2g), dove f è il fattore di attrito da diagramma di Moody. Hazen-Williams: v = 0,849 × C × R^0,63 × i^0,54, dove C è il coefficiente di scabrezza.
Fattori che influenzano le perdite
Le perdite aumentano con: velocità del fluido (quadraticamente), lunghezza della tubazione (linearmente), rugosità della parete interna, viscosità del fluido. Diminuiscono con l'aumento del diametro. Per questo motivo, il dimensionamento cerca un compromesso: diametri piccoli costano meno ma hanno perdite maggiori che richiedono pompe più potenti.
Verifica dell'impianto
Un impianto ben progettato ha perdite distribuite di 10-40 mm/m per tubazioni principali. Valori superiori indicano sottodimensionamento o incrostazioni. Il calcolatore determina le perdite per ogni tratto, permettendo di verificare che la pressione disponibile sia sufficiente per raggiungere tutti i punti di utilizzo con la portata richiesta.
Domande frequenti
È la perdita di pressione per attrito lungo il tubo, proporzionale alla lunghezza. Si esprime in mm/m o Pa/m. Un valore tipico per impianti domestici è 100-300 Pa/m (10-30 mmca/m).
Distribuite: lungo il tubo, proporzionali alla lunghezza. Localizzate: in curve, valvole, raccordi, dipendono dal tipo di elemento. Il totale è la somma delle due. Le localizzate possono essere il 30-50% del totale.
Δp = f × (L/D) × (ρv²/2). f = fattore di attrito (dipende da Reynolds e rugosità), L = lunghezza, D = diametro, ρ = densità, v = velocità. Il calcolatore applica questa formula automaticamente.
Per limitare le perdite e il rumore: 0,5-1,5 m/s per distribuzione interna, fino a 2 m/s per colonne montanti. Velocità troppo basse (<0,5 m/s) favoriscono depositi e stagnazione.
Aumenta il diametro (dimezza la velocità = 1/4 delle perdite), riduci la lunghezza, usa raccordi a largo raggio, evita brusche variazioni di sezione. Un tubo sovradimensionato costa meno di una pompa più potente.