Come bisogna procedere per effettuare il calcolo completo delle perdite di carico delle tubazioni

Le perdite di carico concentrate rappresentano una problematica che necessita di essere affrontata con estrema attenzione affinché gli impianti non subiscano dei danni di grande entità.
Scopriamo come si deve svolgere il calcolo affinché la suddetta situazione possa essere presente e costringa una persona a dover fronteggiare delle problematiche assai gravi.

Cosa si intende per perdite di carico delle tubazioni

Quando si affronta questo argomento, molto spesso si hanno dei grossi dubbi sulla tematica che si sta affrontando e nel peggiore dei casi si tende a ignorare, in maniera tutt’altro che responsabile, i danni che si possono arrecare a un impianto d’aria dove scorre un liquido.
Per evitare che questo problema si possa improvvisamente palesare, seppur i segni del suddetto siano evidenti dopo un certo lasso di tempo, assume la massima importanza effettuare il calcolo delle perdite di carico (come spiegato qui https://ventilazionesicura.it/calcolo-perdite-di-carico-tubazioni/), affinché sia possibile intervenire con la massima rapidità e limitare l’entità dei danni.

Ma cosa si intende per questo tipo di problema?
Semplicemente, quando un liquido passa tra due tubazioni, l’attrito, gli ostacoli e altri elementi impediscono al medesimo di avere le medesime caratteristiche tecniche che lo contraddistingue nel momento in cui avviene la partenza del medesimo dal primo punto.
Quando questo accade, l’impianto potrebbe subire dei grossi danni e perciò è fondamentale intervenire tempestivamente per scongiurare questo potenziale pericolo assume la massima importanza effettua il calcolo delle perdite di carico delle tubazioni dell’aria.

Le perdita di carico nelle tubazioni e le due tipologie

Le perdita di carico nelle tubazioni e le due tipologie

Quando si parla del calcolo perdite di carico dell’aria o dei fluidi, occorre prima di tutto capire quali sono le due tipologie che spesso contraddistinguono la problematica.
Conoscerle e sapere quali sono le gravi conseguenze che scaturiscono assume la massima importanza, dato che si tratta di due situazioni che necessitano di essere fronteggiate in due modi completamente differenti.

La prima tipologia di problematica che richiede un calcolo della perdita di carico è quella che viene definita con il termine distribuita.
In questo caso occorre precisare come la suddetta sia presente nelle tubazioni rettilinee, ovvero quelle che permettono al liquido di essere condotto in una determinata direzione, e spesso sono motivate da una serie di fattori come, per esempio, la consistenza e la lunghezza delle tubature.
A seconda della natura del fluido che attraversa quella parte specifica, infatti, il liquido o il fluido subisce una perdita di una delle sue componenti, quindi subire una sorta di mutazione una volta che giunge a destinazione.
Inoltre, a caratterizzare tale problematica, può essere anche la velocità del fluido, che quindi tende a perdere consistenza con il suo scorrimento.

La seconda tipologia prende invece il nome di perdite di carico concentrate e in questo caso si parla di una situazione totalmente differente che merita, ovviamente, la massima attenzione durante la fase di analisi, proprio per prevenire eventuali danni all’impianto.
In questa circostanza, invece, si fa riferimento alla perdita che avviene nelle parti speciali delle tubature, quindi in tal caso si fa riferimento ai raccordi, alle valvole, alle deviazioni nonché alle parti che creano una divisione del fluido o dell’aria.
Ecco, quindi, che occorre analizzare tutto il condotto e pertanto è fondamentale capire dove sia concentrata la perdita affinché sia possibile ottenere un risultato finale ottimale, ovvero prevenire danni all’impianto.

Conoscere queste informazioni ha il preciso scopo di prevenire un eventuale intervento frutto di un calcolo errato che, invece di migliorare la situazione, potrebbe nettamente peggiorarla.

Il calcolo della velocità del fluido

Per effettuare un calcolo che sia perfetto, spesso e volentieri si tende a sfruttare i calcolatori che si trovano online i quali, spesso e volentieri, tendono a essere poco affidabili e non permettono di conoscere quali siano le reali perdite di carico nelle tubazioni dell’aria.
Per riuscire in tale impresa, quindi, è importante effettuare un semplice calcolo matematico che prevede l’ottenimento di diversi dati e successivamente di avere un valore chiaro grazie al quale è possibile capire come e dove intervenire.

Il primo dei parametri chiave che deve essere ottenuto affinché sia possibile ottenere un dato importante per sapere esattamente quale siano la perdite di carico delle tubazioni riguarda la velocità del fluido.
Ma perché questo elemento assume un’importanza fondamentale nell’analisi e successivo calcolo che deve essere svolto?
Ciò poiché si ha l’occasione di capire effettivamente quale sia la rapidità dello stesso fluido, quindi poi inserirlo nell’apposita formula matematica ed evitare che si possano creare potenziali complicanze gravi.

Per ottenere questo dato chiave è importante effettuare una semplice divisione: il valore della portata, la quale necessita di essere espressa in mc/h, deve essere diviso per la lunghezza della tubazione presa in considerazione, visto che la perdita potrebbe avvenire solo ed esclusivamente in quella parte del tubo, che magari tende ad avere un certo grado di consistenza e quindi impedire il corretto passaggio del fluido.
Una volta che si ottiene questo parametro, bisogna dividere il risultato ottenuto per 3600.
Questo per un semplice motivo, ovvero quel coefficiente indica il numero di secondi presenti in un’ora di tempo.
Perciò, grazie a quest’ulteriore operazione, si ottiene il valore della velocità espresso in metri al secondo, ovvero l’unità di misura idonea per portare a termine il calcolo finale.

E’ molto importante considerare anche un ulteriore dettaglio, ovvero il fatto che questo calcolo deve essere svolto ogni qualvolta si voglia valutare dove è situata la perdita, ovvero per capire se questa si materializza solo in una parte specifica oppure anche in altre parti del condotto.
Di conseguenza, per ogni tubatura, tende a essere fondamentale considerare la dimensione e la portata, affinché sia possibile scoprire quale sia la velocità del fluido in quel determinato punto.

Il diametro per un calcolo completo

Ora occorre effettuare un altro passaggio molto importante, ovvero quello relativo al calcolo del diametro.
In questo caso assume la massima importanza prendere in considerazione un dettaglio fondamentale, ovvero il fatto che questo può essere differente a seconda della forma geometrica del tubo.
Come facilmente intuibile, infatti, ogni tubo ha delle dimensioni diverse e forme uniche, quindi è importante prendere in considerazione anche questo dettaglio la cui importanza non deve mai essere messa in secondo piano.

Anche in questo caso occorre svolgere un semplice calcolo matematico aiuta nella risoluzione della problematica.
Per conoscere questo valore bisogna moltiplicare per quattro volte, ovvero per il coefficiente standard, il valore relativo alla sezione presa in considerazione e successivamente, il valore che si ottiene, deve essere diviso per il perimetro del tubo effettivo.
Occorre prestare molta cura a questo termine in quanto il calcolo perdite di carico corretto dipende proprio da questo.

Il perimetro che si deve considerare non è quello effettivo che può essere misurato con gli appositi strumenti ma, al contrario, la parte che viene realmente bagnata dal fluido durante il suo passaggio.
Di conseguenza assume un fattore essenziale prestare la massima attenzione a tale dato, visto che questo sarà sicuramente diverso rispetto quello del perimetro complessivo del tubo.

Il calcolo perdite di carico tubazioni aria e il moto del fluido

Ora, come altro dato che occorre per svolgere la verifica precisa della perdita di carico delle tubazioni vi è il controllo del moto del fluido, ovvero come questo si muove all’interno di un condotto specifico.
Questo può essere di tre tipi differenti e a ognuno di essi corrisponde un valore specifico che deve essere necessariamente analizzato.
Per svolgere il calcolo delle perdite di carico dell’aria bisogna sapere se il moto è laminare, ovvero se questo è calmo e costante nel tempo, quindi con le varie particelle che compongono il fluido che si muovono in maniera omogenea, oppure se questo assume dei tratti tipici della movimentazione turbolenta.

In questa circostanza è bene precisare come il movimento del fluido tende a essere totalmente differente rispetto a quello precedentemente indicato, in quanto sia la rapidità che altri parametri chiave possono subire una variazione anche nello stesso tubo.
Infine è bene saper identificare anche il moto misto per effettuare un calcolo della perdita di carico ben precisa.
In questo caso si parla di una movimentazione che avviene nella tubatura la quale ha un valore differente rispetto agli altri due e che non permette di stabilire con esattezza quale sia la movimentazione corrispondente.

Per stabilire quale sia tale valore, quindi fare in modo che il moto effettuato possa essere adeguatamente analizzato, bisogna svolgere un semplice passaggio, ovvero moltiplicare la velocità per il diametro e dividerlo per la viscosità che caratterizza quella tubatura.
Ecco dunque che grazie a questa procedura si ha l’opportunità di ottenere un dato molto importante, ovvero il numero di Reynolds.
Questo può avere un valore differente e proprio a tal proposito è bene conoscere quali siano i vari valori affinché sia possibile svolgere una procedura di analisi perfetta.
Qualora questo dato sia inferiore o pari a due mila, il moto che si ottiene è lento.

Se questo è compreso tra i 2001 e i 9999, si parla di un movimento che tende a essere misto, quindi difficilmente attribuibile a una delle due categorie.
Infine, l’ultimo valore è quello pari a dieci mila oppure superiore: in questo caso si fa riferimento a un movimento turbolento e non omogeneo.

Il calcolo perdite di carico tubazioni aria e il moto del fluido

Il coefficiente di attrito

Passiamo ora a esaminare l’ultima parte che deve essere necessariamente calcolata affinché sia poi possibile procedere con lo svolgimento del calcolo completo e che consente quindi di avere un dato chiaro.
Per ottenere un valore relativo alle perdite di carico delle tubazioni dell’aria occorre necessariamente sapere a quanto ammonta il coefficiente relativo all’attrito che viene riscontrato dal fluido.
A questo proposito assume la massima importanza considerare un fattore fondamentale, ovvero il grado di attrito che corrisponde a ogni singolo tipo di materiale che caratterizza la tubatura nella quale passa il fluido in questione.

Bisogna sapere, infatti, che ogni materiale oppone un certo grado di resistenza, pertanto è fondamentale conoscere quel semplice valore.
Online è possibile reperire tutte le diverse informazioni: per esempio il PVC, a seconda della sua consistenza, ha un valore compreso tra zero e 0,02, mentre il materiale che tende a creare maggior attrito, quindi rende assai difficoltoso il passaggio del fluido, tende a essere l’acciaio grezzo saldato, il cui valore massimo raggiunge un punteggio pari a 0,08.

Ora, per conoscere questo fattore occorre dividere la lunghezza della tubazione nella quale si presuppone avvengano le perdite di carico concentrate per il diametro effettivo del medesimo tubo.
Successivamente, questo valore deve essere poi moltiplicato dal valore dell’attrito prodotto dal materiale che caratterizza quei tubi particolari.
Ecco, dunque, che grazie a questa semplice operazione aritmetica si ha l’occasione di ottenere un risultato efficace e facilmente utilizzabile.

A questo punto, visti tutti i diversi dati in possesso di chi deve effettuare il calcolo, è possibile finalmente riuscire a effettuare il tanto ambito calcolo delle perdite.

La formula completa per conoscere le perdite di carico delle tubazioni

A questo punto si hanno tutti gli elementi fondamentali grazie ai quali è possibile svolgere il calcolo matematico che permette di conoscere quale sia l’effettiva perdita.
Anche in questo caso il calcolo delle perdite di carico è frutto di una semplice formula matematica che deve essere svolta con attenzione, visto che l’espressione prevede sia moltiplicazioni che divisioni.

I primi due calcoli che devono essere svolti sono la divisione del coefficiente standard 1 per la dimensione del diametro del tubo sul quale si ha intenzione di conoscere questo valore.
Il secondo, invece, riguarda effettuare il quadrato della velocità dell’acqua, quindi moltiplicare il dato prima indicato per se stesso sempre ricordandosi che questo deve essere espresso in metri al secondo, per poi dividere il risultato ottenuto per 2.
Facciamo un semplice esempio del calcolo delle perdite di carico nell tubazioni dell’aria poiché questo passaggio potrebbe essere complesso.
In questo caso se la velocità è pari a 5 metri al secondo, bisogna semplicemente procedere con il calcolo 5×5, che dà un valore pari a 25.
Questo, poi, deve essere diviso per 2, quindi si ottiene 12,5.
Svolte queste prime operazioni, è possibile effettuare il calcolo matematico completo.

Si inizia moltiplicando il valore di attrito per il risultato tra coefficiente 1 e diametro del tubo. Successivamente, il valore ottenuto con questa operazione deve essere a sua volta moltiplicato per la massa volumica del liquido che passa nelle tubature: l’acqua avrà un suo valore specifico, mentre i liquidi di raffreddamento o l’olio o altri fluidi uno ben specifico.
Per scoprirlo basta semplicemente controllare online a quanto corrisponde questo parametro a seconda del liquido che viene utilizzato.
Infine il prodotto deve essere moltiplicato per il rapporto tra velocità al quadrato divisa per metà.

Così facendo si ha una panoramica completa della perdita che viene riscontrata in un tratto specifico della tubatura, quindi si ha l’occasione di scoprire se questa comporta dei grossi danni che devono essere immediatamente risolti oppure se si ha il tempo necessario per evitare che tale situazione si possa palesare.
Ovviamente è sempre consigliato intervenire tempestivamente proprio per evitare che un impianto possa subire dei danni talmente gravi da necessitare di essere completamente sostituito.

Come calcolare la perdita concentrata

A questo punto ci si potrebbe giustamente domandare se questo calcolo della perdita di carico nelle tubazioni sia valido anche per quanto concerne il passaggio del fluido nei raccordi o nelle valvole oppure nelle altre parti speciali, come quelle già prima identificate.
In questo caso occorre premettere come la formula matematica prima descritta, ovvero quella completa, garantisce la possibilità di scoprire quali sono i gradi di perdite che vengono riscontrati anche in questi passaggi fondamentali.

Occorre però sottolineare come, in questa circostanza, sia necessario considerare anche quali sono le suddette parti fondamentali che caratterizzano la tubatura.
Per esempio una valvola potrebbe avere un’incidenza maggiore rispetto a un semplice raccordo oppure a un’altra parte della tubatura, quindi bisogna necessariamente prendere in considerazione anche questi fattori affinché sia possibile ottenere un dato completo in grado di rispondere alle proprie domande.

La soluzione adeguata, in questa circostanza, consiste semplicemente nello svolgere prima il calcolo sulla perdita di carico delle tubazioni rettilinee, ovvero quella che avviene quando il fluido affronta una parte semplice e priva di parti che possono avere un determinato impatto sulla struttura dell’impianto stesso.
Successivamente, la propria attenzione deve essere focalizzata sulle altre parti speciali.

Questa procedura ha uno scopo ben preciso, ovvero fare in modo che il lavoro di analisi possa essere concluso in maniera ottimale, quindi che si possa riscontrare quella panoramica generale e scegliere poi come intervenire in entrambi i casi.
Di conseguenza è fondamentale procedere per gradi e fare in modo che la procedura di calcolo possa essere realizzata senza trovare delle difficoltà e allo stesso tempo rende il risultato che si ottiene maggiormente complicato del previsto.

Come svolgere un calcolo che possa essere perfetto

Quando si parla di questo particolare procedimento, ovvero del calcolo delle perdite di carico dell’aria, è sempre bene suddividere il traggito compiuto dal fluido in svariate sezioni.
In questa maniera, infatti, si ha la concreta occasione di trasformare l’intera procedura in un passaggio meno difficile del previsto, dunque avere l’occasione di annotare dei dati completi ed evitare di compiere eventuali errori in fase di analisi dei potenziali problemi.
Se si procede in maniera contraria, infatti, oltre a rischiare di creare confusione, i dati che si ottengono possono essere totalmente sbagliati, quindi anche un lavoro di modifica dell’impianto potrebbe essere tutt’altro che efficace e far nascere delle situazioni difficoltose da affrontare.

Inoltre il rischio che l’impianto subisca gravi danni viene incrementato esponenzialmente se non si presta la massima attenzione al valore ottenuto con il calcolo della perdita di carico e inoltre si potrebbero anche affrontare ulteriori difficoltà come, per esempio, rischiare di rendere un intervento poco efficace e concreto.
Ecco, pertanto, che grazie a una suddivisione della mole del lavoro da svolgere, il calcolo che viene effettuato tenderà a essere preciso e soprattutto garantirà la massima trasparenza.

Queste sono le varie procedure che identificano il procedimento di analisi delle perdite di carico nelle tubazioni dell’aria di un impianto: se queste non venissero svolte, si rischierebbe di rovinare il proprio impianto e quindi di dover sostenere una serie di costi elevati che hanno un impatto negativo sulle proprie finanze, situazione che bisogna sempre prevenire qualora si voglia avere un impianto sempre e costantemente funzionante e pronto a essere sfruttato al massimo nella propria ditta.

Così facendo sarà quindi possibile evitare che l’impianto possa subire dei grossi danni e che si debbano svolgere delle operazioni lunghe e complesse che necessitano di tempo e che hanno un impatto negativo a livello economico.

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