Cos'è la perdita di attrito?
La perdita di attrito nel tubo è una misurazione o calcolo della perdita di flusso o pressione dovuta all'interazione del fluido con le pareti del tubo. Queste perdite devono essere determinate per i sistemi di tubazioni, poiché le pompe devono essere specificate con energia sufficiente per superare le perdite e fornire portate adeguate. La perdita di attrito varia a seconda dei materiali del tubo, della lunghezza e della portata del liquido o della velocità.
I sistemi di tubazioni sono costituiti da sezioni dritte o curve di tubo, collegamenti, valvole e altri raccordi. Man mano che un sistema aumenta di lunghezza e complessità, i fluidi che lo attraversano interagiscono con le pareti del tubo e vari raccordi, creando resistenza. Quantità eccessive di resistenza causano infine una perdita di flusso sul cliente o sulla destinazione se non superati mediante aggiunta di potenza di pompaggio.
I materiali utilizzati nei tubi variano ampiamente, dalla ghisa alla plastica e ogni tipo ha una rugosità particolare sulle pareti interne. I produttori di tubi emettono tabelle che mostrano l'attrito previstoPerdita per lunghezza del tubo per materiali diversi e diametri del tubo, con il diametro che misura la distanza attraverso l'area interna del tubo. Un fattore di rugosità misurato o stimato viene utilizzato quando si calcola la perdita di attrito, con tubi di ferro non finiti con un fattore di rugosità più elevato rispetto al tubo di plastica liscio.
Le tabelle di perdita di attrito mostrano valori di piedi della testa d'acqua per 100 piedi di tubo (il valore è lo stesso nei metri) perché la capacità della pompa e i requisiti di potenza sono normalmente dimensionati in piedi d'acqua. Questo valore stima quanti piedi verticali una pompa può spingere l'acqua con una determinata dimensione del motore, che consente ai progettisti di mettere in relazione la potenza della pompa direttamente a un sistema di tubazioni. L'effetto della perdita di attrito aumenta con la lunghezza del sistema e il numero di raccordi e sezioni curve e può essere ridotto solo usando un tubo più fluido, ma non può essere eliminato.
Le perdite aumentano anche come la velocità, or velocità, del fluido aumenta nel tubo. L'aumento della pressione del sistema è una soluzione migliore rispetto all'aumento delle portate, motivo per cui i sistemi idrici municipali utilizzano torri d'acqua elevate. Il mantenimento di una fornitura di acqua in un serbatoio elevato non solo fornisce acqua extra per periodi di alta domanda, ma mantiene anche una pressione più costante per superare le perdite del sistema.
La perdita di attrito è importante in tutti i sistemi di tubazioni commerciali, poiché una resistenza più elevata è uguale a costi di pompaggio più elevati. Esistono alcune applicazioni in cui un'adeguata capacità di pompaggio è fondamentale, come il fuoco antincendio. Un camion da pompaggio antincendio deve fornire grandi quantità di acqua attraverso lunghe sezioni di tubo, spesso ai piani superiori di un edificio. All'aumentare della domanda di acqua, il camion della pompa deve fornire una pressione adeguata agli ugelli per mantenere la capacità di combattimento antincendio. Gli ugelli a tubo sono progettati come tubi sottili lunghi perché questo converte la pressione del tubo in un flusso elevato sull'ugello senza la necessità di velocità elevate neltubo flessibile.
L'aria è anche un fluido e la perdita di attrito si verifica nei sistemi di riscaldamento e aria condizionata mentre l'aria si muove attraverso i condotti che si collegano a varie stanze. I progettisti di sistema utilizzano calcoli per la perdita di attrito per determinare la potenza della ventola richiesta per un flusso d'aria adeguato negli edifici. Il dimensionamento inadeguato della ventola e del condotto può comportare un povero flusso d'aria in alcune aree di una casa o dell'edificio, o riscaldamento o raffreddamento inadeguato su piani più alti di un edificio a più piani.