Sistemi di tubazioni

I sistemi di tubazioni sono reti di tubi che vengono usati per il trasporto di fluidi come acqua, gas, petrolio etc..
Questi sistemi includono tubi, valvole, raccordi e altri componenti che lavorano in concomitanza per trasportare in modo efficiente i fluidi da un punto all'altro.

I sistemi di tubazioni sono essenziali negli insediamenti urbani e nelle installazioni industriali, per l'approvvigionamento idrico, il riscaldamento e il raffreddamento degli edifici e per il trasporto del gas naturale.

Per semplicità, noi consideriamo che il fluido in questione sia acqua, anche se le procedure di soluzione dei problemi, possono essere applicate anche ad altre sostanze con viscosità paragonabile.

Una tubazione è equivalente ad un'altra, oppure è equivalente ad un sistema di tubazioni se per una assegnata perdita perdita di carico viene smaltita la stessa portata di fluido.

Come è facile intuire è spesso opportuno sostituire un sistema complesso con una tubazione equivalente.

Come nel caso dei circuiti elettrici le tubazioni possono essere composte fra loro.

Tubazioni in serie:sono tubazioni in cui i tubi di differente diametro sono disposti in serie.

Tubazioni parallelo:sono tubazioni di due o più tubi che si diramano da un punto per poi ricongiungersi più a valle.

Tubazioni ramificate:sono tubazioni di due o più tubi che dopo essersi separati non tornano più a ricongiungersi.

Nel considerare sistemi di tubazioni è necessario tener conto della nozione di perdita di carico , dei principi dell'idrodinamica e della formula generale di Hazen-Williams

v=velocità [m/s]
R_h=raggio idraulico [m]
S=pendenza della linea piezometrica (slope): `S=y/L`
C=coefficiente legato alla rugosità
y=perdita di carico [mca] (metri di colonna d'acqua)
L=lunghezza della tubazione [m]

per i tubi a sezione circolare

In tutte le considerazioni che facciamo, d rappresenta il diametro interno della tubazione.

Materiale	C
Cemento	140
Ghisa nuova	130
Ghisa 10 anni	110
Ghisa 20 anni	95
Ghisa 30 anni	82
Ghisa 40 anni	75
Ferro	140
Calcestruzzo	120
Rame	140
Acciaio	120
Acciaio zincato nuovo	120
Acciaio zincato 10 anni	110
Acciaio zincato 20 anni	100
Acciaio zincato 30 anni	85
Acciaio zincato 40 anni	75
Polietilene	140
PVC	150

Nella pratica vengono usate delle varianti della formula di Hazen-Williams. Per il calcolo della portata:

[m³/s]

d

q

S

C

mentre per valutare le perdite di carico si ha:

[mca]

d

q

L

C

y [mca]