Metodo di calcolo della velocità del fluido
Il calcolatore determina la velocità del fluido in una tubazione o in un condotto a partire dalla portata volumetrica e dalla sezione interna. Il calcolo è usato per una verifica rapida delle condizioni di esercizio e per una scelta preliminare del diametro o delle dimensioni del condotto. Il risultato è adatto come prima stima prima di un calcolo idraulico o aeraulico completo della rete.
Riferimenti e raccomandazioni
Modello di calcolo e ipotesi
Velocità media si assume uniforme sull’intera sezione. Profilo di velocità, rugosità della parete, perdite localizzate e perdite di carico non sono inclusi in questo calcolo.
Portata volumetrica è trattata come la portata inserita nelle unità selezionate. Per aria e gas, è la portata volumetrica alle condizioni con cui viene specificata. Non si considerano comprimibilità e variazioni di densità lungo la lunghezza.
Geometria usa le dimensioni interne. Per una sezione circolare si usa il diametro interno D in mm. Per una sezione rettangolare si usano le dimensioni interne A e B in mm.
Passo 1. Area di passaggio
Sezione circolare si calcola dal diametro interno D, mm. La conversione da mm2 a m2 si esegue dividendo per 1 000 000.
S = (π · D² / 4) / 1 000 000
Sezione rettangolare si calcola dalle dimensioni interne A e B, mm. La conversione da mm2 a m2 si esegue dividendo per 1 000 000.
S = (A · B) / 1 000 000
Unità: S è in m2 quando le dimensioni sono inserite in mm.
Passo 2. Conversione della portata in m³/s
Conversione delle unità si esegue moltiplicando la portata inserita q per il fattore di conversione k in m3/s per l’unità selezionata.
Q = q · k
- m³/h: k = 0.0002777778 (1/3600).
- L/s: k = 0.001 (1 L = 0.001 m³).
- L/min: k = 0.0000166667 (0.001/60).
- m³/s: k = 1.
- m³/min: k = 0.0166667 (1/60).
Passo 3. Velocità del flusso
Formula principale collega portata volumetrica e area. La velocità v è in m/s.
v = Q / S
Arrotondamento è eseguito a 0.01 m/s.
Come interpretare il risultato
Per l’acqua si usano spesso riferimenti di circa 0.3-1.0 m/s per sistemi più silenziosi e 0.6-2.0 m/s dove sono accettabili perdite di carico maggiori. Se la velocità è troppo alta, in genere aumentano rumore e perdite di carico. Se la velocità è troppo bassa, può peggiorare l’autopulizia e può essere più difficile ottenere la circolazione richiesta.
Per l’aria nella ventilazione, sono comuni 2-5 m/s per le diramazioni verso i locali e 4-8 m/s per i condotti principali. A velocità più elevate, in genere aumenta il rumore e diventano più severi i requisiti acustici. Per una verifica accurata, si calcolano anche le perdite di carico e si controllano i livelli di rumore ammissibili.
Per i gas i valori tipici dipendono da pressione, perdite ammissibili e requisiti di sicurezza. Questo calcolo è utile come primo controllo, ma la progettazione richiede di solito il calcolo delle perdite di carico e la verifica delle condizioni di funzionamento dell’apparecchiatura.
Norme e documenti europei correlati
- EN 806 «Specifiche per impianti interni agli edifici che trasportano acqua destinata al consumo umano».
- EN 16798 «Prestazione energetica degli edifici. Ventilazione degli edifici».
- EN 12599 «Ventilazione degli edifici. Procedure di prova e metodi di misura per la consegna di impianti di ventilazione e condizionamento installati».
- EN 13480 «Tubazioni industriali metalliche».
- ISO 5167-1 «Misurazione della portata dei fluidi mediante dispositivi a differenza di pressione inseriti in condotte a sezione circolare funzionanti a pieno».
FAQs
Perché la velocità si calcola come v = Q / S?
La portata volumetrica Q indica quale volume passa in 1 secondo. L’area S è la sezione attraverso cui passa il flusso. Il rapporto fornisce la velocità media del flusso in m/s.
Qual è la differenza tra velocità media e velocità al centro?
In un flusso reale la velocità non è uniforme sulla sezione. Di solito è più alta al centro e più bassa vicino alle pareti. Il calcolatore fornisce la velocità media, adatta per una stima iniziale e una scelta preliminare delle dimensioni.
In una tubazione circolare, cosa influisce di più sulla velocità, portata o diametro?
La velocità è direttamente proporzionale alla portata. Per una sezione circolare l’area è proporzionale a D², quindi un piccolo aumento del diametro riduce sensibilmente la velocità a parità di portata.
Perché la velocità può variare in un condotto rettangolare con la stessa portata?
La velocità dipende solo dall’area della sezione. Diverse combinazioni A×B danno aree S diverse. Perciò, a parità di portata Q, la velocità cambia.
La sola velocità può confermare che la dimensione è scelta correttamente?
La velocità è un riferimento rapido, ma la scelta finale si verifica di solito tramite perdite di carico e livello di rumore. Nei sistemi di ventilazione e nelle tubazioni spesso si calcolano anche le perdite per attrito e le perdite localizzate.