Indicazioni e valutazioni per il Calcolo delle perdite di carico

Quando l’aria passa attraverso un tubo può verificarsi una perdita per via del carico, che si verifica a causa della resistenza al flusso e di un eventuale cambiamento di elevazione tra l’inizio e la fine del tubo. Questa differenza di pressione complessiva sul tubo è correlata a una serie di fattori:

• attrito tra il flusso e il muro del tubo;
• attrito tra strati adiacenti del flusso stesso;
• perdita di attrito quando il flusso passa attraverso raccordi, curve, valvole o componenti;
• perdita di pressione dovuta a un cambiamento di altezza del flusso (se il tubo non è orizzontale);
• aumento di pressione dovuto all’aggiunta di aria nel flusso.

Per calcolare la perdita di carico in una tubazione è necessario valutare il cambiamento di ogni elemento. Per esempio, il fattore di attrito in sé dipende dal diametro interno del tubo, dalla rugosità del tubo interno, che è a sua volta calcolato dalla tipologia di aria, dalla sua densità e dalla sua velocità di passaggio.

Vi sono quindi una serie di calcoli che devono essere effettuati per calcolare la perdita complessiva di attrito. È quindi necessario conoscere le proprietà dell’aria che passa attraverso il tubo, conoscere il diametro dello stesso e le sue proprietà di rugosità.

Dopo aver calcolato la perdita di attrito del tubo, è necessario considerare le possibili perdite dovute al montaggio, eventuale cambio di quota o aggiunta di elementi. Sommando questi elementi si potrà valutare il calo di pressione generale del tubo.

Ciascuno degli elementi è necessario per determinare la perdita di carico, ricapitolando, ecco cosa bisogna prendere in considerazione:

• densità dell’aria;
• ruvidità del tubo;
• flusso laminare o flusso turbolento;
• fattori di attrito;
• perdita di attrito.

Con un software è possibile calcolare in maniera automatica il valore della perdita di carico, a condizione che vengano soddisfatte determinate condizioni standard.

La perdita di energia dovuta a valvole, raccordi e piegature è causata da una qualche interruzione localizzata del flusso. La dissipazione dell’energia persa si verifica in una sezione, che è limitata, ma non necessariamente breve, tuttavia è consuetudine considerare l’intero percorso coinvolto in questa perdita.

Per questo è fondamentale avvalersi della consulenza di un esperto di ventilatori industriali (Ventilazione Sicura mette a disposizione elevate competenze in merito), per conoscere insieme la soluzione a un problema di questo tipo o per installare un impianto idoneo al trasporto di materiale verso un sistemi di raccolta polveri o carico su silos, camion e vagoni ferroviari.

L’analisi della ventilazione si occupa di comprendere in che modo deve essere smaltita l’aria proveniente dalla combustione per bruciatori e scaldacqua industriali, oppure deve favorire il raffreddamento di apparecchiature elettriche, raffreddamento forzato e calore delle acciaierie, raffreddamento forzato per forni.

La ventilazione generale con aria di mandata e aria di rinnovo in fabbriche, fonderie e magazzini, deve prendere in considerazione anche lo smaltimento di nebbia, vapore di cantieri o verniciature. A tal proposito la normativa ATEX si occupa di regolamentare tutto ciò che concerne la produzione di ventilatori industriali e tecnologie di aspirazione, relativamente agli impianti di essiccazione, utilizzati nell’industria alimentare e delle bevande, relativamente al raffreddamento, alla ventilazione, al riscaldamento, per ciò che riguarda gli impianti idrici e tutta l’ingegneria ambientale.

Per i sistemi di tubazioni con tubi relativamente lunghi, capita spesso che il carico di pressione causi delle perdite, alcune locali, come quelle prodotte da una valvola aperta parzialmente, ma devono essere comunque considerate come molto significative e non perdite minori, in quanto possono nascondere un pericolo imminente.

La maggior parte dei produttori di ventilatori industriali fornisce una curva delle prestazioni dei componenti, che descrive le caratteristiche di perdita di flusso del prodotto. Questi dati vengono quindi utilizzati per calcolare la perdita di pressione causata dal componente per una portata specificata, ma la portata stessa dipenderà anche dalla perdita di pressione a valle del componente e quindi è molto difficile adattare le prestazioni della perdita di carico dei componenti senza utilizzare il software appropriato.