Perdite di Carico: Formula Darcy-Weisbach e Calcolo
In termini di altezza piezometrica (metri di colonna d'acqua):
Per l'acqua: 1 bar ≈ 10 m di colonna d'acqua. Quindi 0,5 bar di perdita equivalgono a circa 5 metri di prevalenza da fornire con la pompa.
Fattore d'attrito λ
Il fattore d'attrito λ (lambda) dipende dal regime di moto e dalla rugosità della tubazione:
Moto laminare (Re < 2300)
Moto turbolento (Re > 4000)
Si usa il diagramma di Moody o la formula di Colebrook-White:
Numero di Reynolds
Rugosità assoluta materiali
| Materiale | ε (mm) | Note |
|---|---|---|
| Tubo plastico (PE, PVC) | 0,0015 - 0,007 | Molto liscio |
| Rame, ottone | 0,0015 - 0,003 | Liscio |
| Acciaio commerciale nuovo | 0,045 | Mediamente liscio |
| Acciaio zincato | 0,15 | Medio |
| Ghisa nuova | 0,25 - 0,30 | Medio-rugoso |
| Ghisa incrostata | 1,0 - 3,0 | Rugoso |
| Cemento | 0,3 - 3,0 | Dipende dalla finitura |
Perdite concentrate
Le perdite localizzate si calcolano con coefficienti K caratteristici di ogni componente:
| Componente | K |
|---|---|
| Curva 90° a raggio ampio | 0,2 - 0,3 |
| Curva 90° a gomito | 0,9 - 1,5 |
| Curva 45° | 0,2 - 0,4 |
| Tee (passaggio diretto) | 0,3 - 0,5 |
| Tee (derivazione) | 1,0 - 1,5 |
| Valvola a sfera aperta | 0,05 - 0,1 |
| Valvola a saracinesca aperta | 0,1 - 0,2 |
| Valvola di ritegno | 1,0 - 2,5 |
| Allargamento brusco | (1 - A₁/A₂)² |
| Restringimento brusco | 0,5 × (1 - A₂/A₁) |
Esempio pratico
Tubazione in acciaio DN50 (D=50mm), lunga 30 m, portata 2 l/s. Calcola le perdite distribuite.
Dati: ε = 0,045 mm, acqua a 20°C (ν = 1,0×10⁻⁶ m²/s)
Velocità: v = Q/A = 0,002 / (π×0,05²/4) = 1,02 m/s
Reynolds: Re = v×D/ν = 1,02×0,05/10⁻⁶ = 51.000 (turbolento)
Fattore d'attrito: λ ≈ 0,021 (da Moody)
Perdita: hf = 0,021 × (30/0,05) × (1,02²/2×9,81)
Calcolatore Perdite di Carico
Calcola le perdite nelle tue tubazioni