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Perdite di carico condotte in pressione

CALCOLO DELLE CONDOTTE IN PRESSIONE

Il problema del dimensionamento di una condotta singola tra due serbatoi è idraulicamente determinato applicando l’equazione del moto:

Y=L·J+ΣPc

Per una condotta tra due serbatoi il carico a monte coincide con la quota del pelo libero nel serbatoio di partenza, mentre per il carico a valle si considera quello corrispondente della sezione della condotta prima dello sbocco.

Dove:

Y= differenza tra i carichi totali a monte e a valle della condotta;
J= cadente piezometrica;
Q= portata;
D= diametro della condotta;
ΣPc= somma delle perdite di carico concentrate lungo la condotta (curve, gomiti, saracinesche..).

Se la lunghezza L risulta dell’ordine di qualche migliaio di diametri è possibile trascurare nel calcolo dei carichi totali sia le altezze cinetiche che le perdite di carico concentrate

L’espressione più generale che lega la perdita di carico J per unità di lunghezza L della condotta di un fluido incomprimibile in moto permanente è quella di Darcy-Weisbach:

 avendo indicato con D diametro della condotta, v la velocità media della corrente, g l’accelerazione di gravità e λ un coefficiente adimensionale di resistenza funzione, in generale, della scabrezza relativa del tubo e del numero di Reynolds:

Re = ρ vD / μ

con ρ = densità e μ = viscosità dinamica del fluido.

Per il calcolo di λ si utilizza Colebrook-White:

Questa formula normalmente avviene tramite la sua rappresentazione nel diagramma logaritmico di Moody dove l’equazione è rappresentata tramite un fascio di curve caratterizzate da scabrezze relative ε / D = cost.

L’equazione viene risolta per iterazioni.

Nel caso si moto permanente turbolento, oltre all’equazione di Darcy-Weisbach, si usa frequentamente la formula di Chezy:

J=4·V2/(χ2·D)

χ= coefficiente di resistenza

Nella pratica progettuale si utilizzano spesso delle formule di resistenza derivanti da sperimentazioni condotte sulle diverse tipologie di tubazioni; espresse generalmente da leggi monomie:

J=k·Qn/Dm

A titolo di esempio si riporta la formula ottenuta da Contessini in condizioni di moto puramente turbolento, condotte nuove in acciaio bitumato:

J=0.0012·Q2/D5.26

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