DIMENSIONAMENTO DEGLI IMPIANTI

IMPIANTI AERAULICI - CENNI DI FLUIDODINAMICA

Le resistenza al moto dell'aria

Le perdite di carico nelle reti di canali sono costituite dalle trasformazioni irreversibili di energia meccanica in calore. Esse si dividono in perdite di carico per attrito e in perdite dinamiche.

Le perdite per attrito si verificano nei tratti di canale rettilineo e possono essere calcolate con l’uso dell’equazione (3.1). In quest’ultima si può osservare che esse sono proporzionali alla lunghezza del canale,

alla pressione dinamica in esso esistente ed al coefficiente di attrito della superficie interna del canale, mentre sono inversamente proporzionali al diametro "idraulico" del condotto. Il coefficiente di attrito può

essere ricavato con apposite equazioni (eq. (3.2) o (3.3)), che tengono conto dell’influenza su di esso della scabrezza della superficie, del diametro "idraulico" e del numero di Reynolds. La scabrezza della

superficie dipende dal materiale del canale, nonché dal suo trattamento superficiale: nel par. 3.2.2 sono riportati diversi valori di scabrezza, caratteristici di diversi materiali e tipi di canali, nonché di eventuali

loro diversi rivestimenti interni. Il diametro "idraulico", per un condotto circolare, coincide col suo diametro interno, mentre, per i condotti a sezione rettangolare, è possibile risalire, tramite apposita equazione

(eq. (3.6)), ad un diametro del condotto circolare "equivalente", che può essere introdotto nelle equazioni per il calcolo del coefficiente di attrito e della perdita per attrito, al posto del diametro "idraulico". Il

numero di Reynolds è un parametro di importanza rilevante, che consente di individuare il tipo di moto di un fluido. Nelle normali applicazioni dei canali aria (condizionamento, estrazioni, ventilazione) il tipo di

moto si colloca nella cosiddetta categoria del "regime turbolento di transizione", per la quale valgono le equazioni di calcolo del coefficiente di attrito sopra citate.

Le perdite di pressione dinamiche sono invece caratteristiche di pezzi speciali e apparecchiature e sono chiamate anche perdite "localizzate", in quanto vengono attribuite localmente alla singola causa di

perdita e provocano pertanto delle discontinuità nell’andamento delle pressioni totale e statica del circuito. Esse sono date dalle equazioni (3.8), (3.10), (3.11), nelle quali si osserva che tali perdite sono

proporzionali alla pressione dinamica, calcolata in un’opportuna sezione di riferimento del pezzo speciale o apparecchiatura, tramite un coefficiente che è caratteristico della singola causa di perdita.

Esistono in letteratura tecnica delle tabelle che, per ogni tipo di causa di perdita localizzata o "accidentalità", forniscono i valori di tale coefficiente. In coda al capitolo sono riportati alcuni esempi di queste

tabelle.

Perdite di carico per attrito

Esse sono dovute alla viscosità del fluido e sono il risultato di uno scambio di momento tra molecole in moto laminare e tra particelle individuali di strati di fluido adiacenti, che si muovono a velocità differenti,

in moto turbolento. Le perdite per attrito si manifestano per tutta la lunghezza del canale.

Perdite di carico dinamiche (o localizzate)

Le perdite di carico dinamiche, dette anche localizzate, sono causate da perturbazioni del moto del fluido, dovute ad apparecchiature montate sui canali e/o ai pezzi speciali della rete, che modificano la

direzione e/o l’area del flusso d’aria. I pezzi speciali includono entrate ed uscite nella/dalla rete, curve, allargamenti/riduzioni, giunzioni/diramazioni. Tali perdite possono essere calcolate tramite i coefficienti di

perdita di carico localizzata.