Calcola la perdita di carico per attrito.
L'equazione di Darcy–Weisbach è la formula universale per la perdita di pressione per attrito nel flusso in tubazione, valida per qualsiasi fluido incomprimibile a qualsiasi numero di Reynolds. Questo calcolatore restituisce ΔP da lunghezza della tubazione, diametro, velocità media, densità e fattore di attrito di Darcy f, che viene determinato automaticamente dal numero di Reynolds e dalla rugosità della tubazione mediante la correlazione esplicita di Swamee–Jain per il flusso turbolento e 64/Re per quello laminare.
ΔP = f × (L/D) × (ρv²/2) dove f è il fattore di attrito di Darcy adimensionale, L è la lunghezza della tubazione (m), D è il diametro idraulico (m), ρ è la densità del fluido (kg/m³), v è la velocità media (m/s). Il fattore di attrito di Fanning è f_D / 4 e non va confuso con quello di Darcy. Per il flusso laminare f = 64 / Re. Per il flusso turbolento l'equazione implicita di Colebrook è il riferimento, ma la formula esplicita di Swamee–Jain è entro l'1% ed è molto più semplice da calcolare: 1/√f = −2 × log₁₀(ε / 3,7D + 5,74 / Re^0,9). Rugosità ε in millimetri: 0,0015 acciaio trafilato, 0,046 acciaio commerciale, 0,15 ghisa, 0,26 acciaio zincato. Il diagramma di Moody è la rappresentazione grafica della stessa relazione.
Un ingegnere di impianti che dimensiona un collettore principale di acqua di raffreddamento da 200 m a 250 m³/h su DN150 in acciaio commerciale calcola Re = 1,2 × 10⁶, f = 0,018 e ΔP = 1,6 bar, quindi seleziona di conseguenza il budget di prevalenza della pompa.
Un progettista di impianti pneumatici che spinge 5 m³/min di aria attraverso una linea in acciaio da 50 mm e 50 m calcola il ΔP equivalente e conferma che rimane al di sotto di 0,5 bar in modo che la pressione a fine linea si mantenga al requisito di 6 bar per le utenze.
Un ingegnere di tubazioni che verifica un breve tratto di alimentazione distillazione a 80 °C con olio viscoso applica la formula laminare perché Re risulta 1.800, confermando che il ΔP effettivo corrisponde alla lettura del manometro di campo entro il 5%.
Il fattore di Fanning f_F = f_D / 4. Entrambi sono adimensionali. I testi di fluidodinamica statunitensi usano talvolta Fanning; quelli orientati al SI usano Darcy. Verificare sempre quale si aspetta la formula prima di inserire i valori.
Hagen–Poiseuille (caso particolare di Darcy–Weisbach per il flusso laminare) si applica a Re < 2.300 e fornisce ΔP = (128 × μ × L × Q) / (π × D⁴), dipendendo dalla viscosità anziché dalla densità.
In regime laminare il sottostrato viscoso copre completamente le asperità della parete, quindi la rugosità non ha effetto sul fattore di attrito. In regime turbolento i vortici si scontrano con le asperità e il fattore di attrito dipende dalla rugosità relativa ε/D.