Calcolatore di dimensionamento tubazioni
Inserire la portata d'acqua e una perdita di carico unitaria o una velocità per ottenere il diametro interno richiesto, il diametro nominale consigliato e la sua velocità e perdita di carico effettive. Si può anche scegliere una misura e verificarla. Le equazioni con i numeri inseriti sono sotto Passaggi del calcolo; tabelle delle misure, costanti e fonti sono sotto Base di calcolo, più in basso.
Verifica della condensa su tubazione isolata Verifica se la superficie di una tubazione isolata di acqua refrigerata condensa e calcolo dello spessore minimo dell'isolante che la evita, per materiale e finitura.
Tabella delle misure delle tubazioni (portata per diametro nominale)
Stesse equazioni del calcolatore qui sopra (Darcy-Weisbach, acqua a 20 °C, rugosità predefinita di ciascun tubo): per ogni misura, la portata che dà 300 Pa/m (il valore predefinito del calcolatore) e la relativa velocità, più la portata al limite di prassi ASHRAE (1,2 m/s fino a 50A, 400 Pa/m oltre). Rugosità ε: acciaio SGP 0,046 mm, rame 0,0015 mm. In alcune righe, come il rame 50A, la portata a 300 Pa/m supera quella al limite ASHRAE, quindi usare la minore delle due.
| Misura | Diam. interno mm | Portata a 300 Pa/m L/min | Stessa portata m³/h | Velocità m/s | Portata al limite ASHRAE L/min | Limite |
|---|---|---|---|---|---|---|
| Acciaio al carbonio SGP (JIS G 3452, norma giapponese) | ||||||
| 15A | 16.1 | 6.3 | 0.38 | 0.52 | 14.7 | 1.2 m/s |
| 20A | 21.6 | 14.0 | 0.84 | 0.64 | 26.4 | 1.2 m/s |
| 25A | 27.6 | 27.1 | 1.63 | 0.76 | 43.1 | 1.2 m/s |
| 32A | 35.7 | 54.2 | 3.25 | 0.90 | 72.1 | 1.2 m/s |
| 40A | 41.6 | 81.7 | 4.90 | 1.00 | 97.9 | 1.2 m/s |
| 50A | 52.9 | 155 | 9.31 | 1.18 | 158 | 1.2 m/s |
| 65A | 67.9 | 302 | 18.10 | 1.39 | 351 | 400 Pa/m |
| 80A | 80.7 | 477 | 28.62 | 1.55 | 555 | 400 Pa/m |
| 90A | 93.2 | 699 | 41.93 | 1.71 | 813 | 400 Pa/m |
| 100A | 105.3 | 965 | 57.91 | 1.85 | 1 123 | 400 Pa/m |
| 125A | 130.8 | 1 712 | 102.70 | 2.12 | 1 990 | 400 Pa/m |
| 150A | 155.2 | 2 687 | 161.22 | 2.37 | 3 122 | 400 Pa/m |
| Rame tipo L (ASTM B88) | ||||||
| 15A (1/2) | 13.8 | 4.4 | 0.27 | 0.49 | 10.8 | 1.2 m/s |
| 20A (3/4) | 19.9 | 12.0 | 0.72 | 0.64 | 22.5 | 1.2 m/s |
| 25A (1) | 26.0 | 24.8 | 1.49 | 0.78 | 38.3 | 1.2 m/s |
| 32A (1-1/4) | 32.1 | 43.8 | 2.63 | 0.90 | 58.4 | 1.2 m/s |
| 40A (1-1/2) | 38.2 | 70.0 | 4.20 | 1.02 | 82.6 | 1.2 m/s |
| 50A (2) | 50.4 | 147 | 8.83 | 1.23 | 144 | 1.2 m/s |
| 65A (2-1/2) | 62.6 | 263 | 15.78 | 1.42 | 309 | 400 Pa/m |
| 80A (3) | 74.8 | 423 | 25.39 | 1.61 | 496 | 400 Pa/m |
| 100A (4) | 99.2 | 898 | 53.88 | 1.94 | 1 053 | 400 Pa/m |
Scegliere la misura minima la cui portata indicata sia pari o superiore alla portata di progetto. Per altre temperature dell'acqua, tubi o portate usare il calcolatore qui sopra.
Base di calcolo
La perdita di carico deriva dall'equazione di Darcy-Weisbach con il fattore di attrito di Colebrook, oppure dalla formula di Hazen-Williams. Dimensionando in base alla perdita di carico unitaria o alla velocità si ottiene un diametro interno richiesto; si sceglie la misura minima della tabella con diametro interno almeno pari e si ricalcola con il diametro interno effettivo.
| Voce | Equazione | Note · base |
|---|---|---|
| Perdita di carico (Darcy-Weisbach) | R = Δp/L = (f / D) · ρV²/2 | R in Pa/m, D il diametro interno in m, ρ in kg/m³, V in m/s. L'equazione generale per qualsiasi fluido e temperatura |
| Fattore di attrito (Colebrook) | 1/√f = −2 log₁₀( ε/(3,7 D) + 2,51/(Re √f) ) | Re ≥ 2300. Stesso risolutore del calcolatore dei canali (iterato dalla stima di Haaland). Anche l'intervallo di transizione da 2300 a 4000 lo usa, con un errore per eccesso |
| Fattore di attrito (laminare) | f = 64 / Re | Re < 2300 (Hagen-Poiseuille); segnalato come laminare nel risultato |
| Hazen-Williams (SI) | h/L = 10,67 Q^1,852 / (C^1,852 D^4,8704), R = ρ g h/L | Q in m³/s, D in m, h la perdita di carico in m. Un'approssimazione empirica per acqua in moto turbolento vicino alla temperatura ambiente: ignora viscosità (temperatura) e moto laminare. Diffusa per acqua sanitaria e antincendio |
| Numero di Reynolds, velocità | Re = V·D / ν, V = Q / (πD²/4) | ν = μ/ρ. Il dimensionamento per velocità usa D = √(4Q / (πV)) |
| Scelta della misura | diametro interno = diametro esterno − 2 × spessore ≥ D | Si consiglia la misura minima che soddisfa la condizione, ricalcolata con il diametro interno effettivo. Viene mostrata anche la misura successiva |
| Unità di pressione | 1 kPa/100m = 10 Pa/m, 1 mm c.a. = 9,80665 Pa | Stessa convenzione del convertitore di unità. 300 Pa/m = 30 kPa/100m = 30,6 mm c.a./m |
Tabelle delle misure delle tubazioni
Dimensioni in mm; diametro interno = diametro esterno − 2 × spessore. Sono elencate solo le misure le cui dimensioni sono state verificabili su una fonte. Controllare la norma o la tabella del produttore prima dell'ordine.
Acciaio al carbonio SGP (JIS G 3452, norma giapponese)
Diametro esterno e spessore del tubo in acciaio al carbonio SGP secondo JIS G 3452 (norma giapponese, con misure nominali in A). Non sono misure di una norma europea: per l'Europa verificare la norma locale e i diametri nominali.
| Misura | Diam. esterno mm | Spessore mm | Diam. interno mm |
|---|---|---|---|
| 15A | 21.7 | 2.8 | 16.1 |
| 20A | 27.2 | 2.8 | 21.6 |
| 25A | 34.0 | 3.2 | 27.6 |
| 32A | 42.7 | 3.5 | 35.7 |
| 40A | 48.6 | 3.5 | 41.6 |
| 50A | 60.5 | 3.8 | 52.9 |
| 65A | 76.3 | 4.2 | 67.9 |
| 80A | 89.1 | 4.2 | 80.7 |
| 90A | 101.6 | 4.2 | 93.2 |
| 100A | 114.3 | 4.5 | 105.3 |
| 125A | 139.8 | 4.5 | 130.8 |
| 150A | 165.2 | 5.0 | 155.2 |
| 175A | 190.7 | 5.3 | 180.1 |
| 200A | 216.3 | 5.8 | 204.7 |
| 225A | 241.8 | 6.2 | 229.4 |
| 250A | 267.4 | 6.6 | 254.2 |
| 300A | 318.5 | 6.9 | 304.7 |
Rame tipo L (ASTM B88)
Tubo di rame ASTM B88 tipo L. Dimensioni in pollici (diametro esterno 0,625 in e così via) × 25,4, con la designazione nominale (1/2 = 15A). Le tabelle delle norme locali non sono state verificate.
| Misura | Diam. esterno mm | Spessore mm | Diam. interno mm |
|---|---|---|---|
| 15A (1/2) | 15.88 | 1.02 | 13.84 |
| 20A (3/4) | 22.23 | 1.14 | 19.94 |
| 25A (1) | 28.58 | 1.27 | 26.04 |
| 32A (1-1/4) | 34.92 | 1.4 | 32.13 |
| 40A (1-1/2) | 41.28 | 1.52 | 38.23 |
| 50A (2) | 53.98 | 1.78 | 50.42 |
| 65A (2-1/2) | 66.68 | 2.03 | 62.61 |
| 80A (3) | 79.38 | 2.29 | 74.8 |
| 100A (4) | 104.78 | 2.79 | 99.19 |
Rame tipo M (ASTM B88)
Tubo di rame ASTM B88 tipo M (stesso diametro esterno del tipo L, parete più sottile).
| Misura | Diam. esterno mm | Spessore mm | Diam. interno mm |
|---|---|---|---|
| 15A (1/2) | 15.88 | 0.71 | 14.45 |
| 20A (3/4) | 22.23 | 0.81 | 20.6 |
| 25A (1) | 28.58 | 0.89 | 26.8 |
| 32A (1-1/4) | 34.92 | 1.07 | 32.79 |
| 40A (1-1/2) | 41.28 | 1.25 | 38.78 |
| 50A (2) | 53.98 | 1.47 | 51.03 |
| 65A (2-1/2) | 66.68 | 1.65 | 63.37 |
| 80A (3) | 79.38 | 1.83 | 75.72 |
| 100A (4) | 104.78 | 2.41 | 99.95 |
Acciaio inox Sch 10S (JIS G 3459)
Tubo in acciaio inox JIS G 3459, Sch 10S. Il 90A è escluso perché non è stato possibile verificarlo.
| Misura | Diam. esterno mm | Spessore mm | Diam. interno mm |
|---|---|---|---|
| 15A | 21.7 | 2.1 | 17.5 |
| 20A | 27.2 | 2.1 | 23.0 |
| 25A | 34.0 | 2.8 | 28.4 |
| 32A | 42.7 | 2.8 | 37.1 |
| 40A | 48.6 | 2.8 | 43.0 |
| 50A | 60.5 | 2.8 | 54.9 |
| 65A | 76.3 | 3.0 | 70.3 |
| 80A | 89.1 | 3.0 | 83.1 |
| 100A | 114.3 | 3.0 | 108.3 |
| 125A | 139.8 | 3.4 | 133.0 |
| 150A | 165.2 | 3.4 | 158.4 |
| 200A | 216.3 | 4.0 | 208.3 |
| 250A | 267.4 | 4.0 | 259.4 |
| 300A | 318.5 | 4.5 | 309.5 |
Rugosità ε (Darcy-Weisbach)
Valori dei materiali dal diagramma del fattore di attrito di Moody del 1944, convertiti in mm. La rugosità aumenta con l'età e la qualità dell'acqua, quindi inserire altri valori con Personalizzata.
| Materiale | ε (mm) | Valore di Moody |
|---|---|---|
| Acciaio commerciale | 0.046 | 0.00015 ft |
| Acciaio zincato | 0.15 | 0.0005 ft |
| Tubo trafilato (rame, ottone) | 0.0015 | 0.000005 ft |
Coefficiente C (Hazen-Williams)
Il capitolo Pipe Sizing dell'ASHRAE Handbook Fundamentals indica 150 per plastica e rame, 140 per acciaio nuovo e 100 o meno per tubi molto corrosi o molto rugosi. La NFPA 13 (sprinkler) fissa 120 per acciaio a umido e 150 per rame, acciaio inox e CPVC. Un C minore dà una perdita maggiore.
| Tubo | C | Fonte |
|---|---|---|
| Acciaio 120 (NFPA 13) | 120 | NFPA 13 (acciaio a umido) |
| Acciaio nuovo 140 (ASHRAE) | 140 | ASHRAE (acciaio nuovo) |
| Acciaio corroso 100 (ASHRAE) | 100 | ASHRAE (corroso o rugoso), NFPA 13 (acciaio a secco) |
| Rame, inox, plastica 150 | 150 | ASHRAE (plastica, rame), NFPA 13 (rame, inox, CPVC) |
Proprietà dell'acqua (101,325 kPa)
Densità da IAPWS-95 e viscosità dalla formulazione IAPWS 2008. Il calcolatore interpola una tabella a passo di 5 °C (da 5 a 95 °C) sulle quattro righe più vicine; l'errore tra le righe è entro lo 0,02%.
| Temperatura °C | Densità ρ kg/m³ | Viscosità μ mPa·s | Viscosità cinematica ν m²/s |
|---|---|---|---|
| 5 | 999.967 | 1.5182 | 1.518 × 10⁻⁶ |
| 10 | 999.702 | 1.3059 | 1.306 × 10⁻⁶ |
| 15 | 999.103 | 1.1376 | 1.139 × 10⁻⁶ |
| 20 | 998.207 | 1.0016 | 1.003 × 10⁻⁶ |
| 30 | 995.649 | 0.7972 | 8.007 × 10⁻⁷ |
| 40 | 992.216 | 0.6527 | 6.579 × 10⁻⁷ |
| 50 | 988.035 | 0.5465 | 5.531 × 10⁻⁷ |
| 60 | 983.196 | 0.4660 | 4.740 × 10⁻⁷ |
| 70 | 977.765 | 0.4036 | 4.127 × 10⁻⁷ |
| 80 | 971.790 | 0.3540 | 3.643 × 10⁻⁷ |
| 90 | 965.310 | 0.3142 | 3.255 × 10⁻⁷ |
| 95 | 961.888 | 0.2971 | 3.089 × 10⁻⁷ |
Scelta di velocità e perdita di carico unitaria
Il capitolo Pipe Sizing dell'ASHRAE Handbook Fundamentals descrive come pratica HVAC comune 1,2 m/s o meno per tubazioni da 50A (DN 50) e inferiori e 400 Pa/m o meno per tubazioni maggiori. Alcune fonti (Carrier 1960) aggiungono di non superare mai 4,6 m/s. Il calcolatore verifica la misura consigliata e quella successiva rispetto a questi valori.
I limiti di rumore ed erosione dipendono dal materiale della tubazione, dalle ore annue di funzionamento e dall'aria o dalle particelle nell'acqua. Per i valori consultare quel capitolo e i dati del produttore.
Il valore predefinito di 300 Pa/m è un esempio entro i 400 Pa/m. Scendere per ridurre la prevalenza della pompa, salire per ridurre la misura della tubazione.
Esempio svolto
Portata 100 L/min, acqua a 20 °C, acciaio SGP (ε 0,046 mm), perdita di carico unitaria 300 Pa/m, Darcy-Weisbach: Q = 1,667 × 10⁻³ m³/s, diametro interno richiesto 44,87 mm → consigliato 50A (diametro interno 52,9 mm): V = 0,758 m/s, Re = 39.979, f = 0,0245, R = 132,8 Pa/m (13,3 kPa/100m, 13,5 mm c.a./m). Misura successiva, 65A: V = 0,460 m/s, R = 39,0 Pa/m.
Con Hazen-Williams e C = 120 il diametro interno richiesto è 47,30 mm e il 50A dà R = 173,9 Pa/m, circa il 30% in più rispetto a Darcy per lo stesso tubo. Il risultato dipende molto dal C scelto.
Fonti
- ASHRAE Handbook, Fundamentals (SI), Pipe Sizing: Darcy-Weisbach e Colebrook, valori tipici di C di Hazen-Williams, prassi di progetto per velocità e perdita di carico
- Moody, L. F. (1944), Friction factors for pipe flow, Transactions of the ASME 66: rugosità dei materiali
- Colebrook, C. F. (1939), Turbulent flow in pipes, Journal of the Institution of Civil Engineers 11
- NFPA 13, Standard for the Installation of Sprinkler Systems: tabella dei C di Hazen-Williams
- IAPWS R6-95 (equazione di stato dell'acqua, densità), IAPWS R12-08 (viscosità dell'acqua)
- JIS G 3452 tubi di acciaio al carbonio per tubazioni ordinarie, JIS G 3459 tubi di acciaio inox, ASTM B88 tubi di rame senza saldatura per acqua
Domande frequenti
Quale limite di velocità vale per le tubazioni di acqua refrigerata?
L'ASHRAE Handbook Fundamentals (capitolo Pipe Sizing) cita come prassi comune 1,2 m/s o meno per tubazioni fino a 50A (DN 50) e 400 Pa/m o meno per quelle maggiori, e Carrier (1960) raccomanda di non superare mai 4,6 m/s. Questo calcolatore verifica la misura consigliata rispetto a questi valori.
Come si ricava la misura della tubazione dalla portata?
Scegliere una perdita di carico unitaria (ad esempio 300 Pa/m) o una velocità, ricavare il diametro interno richiesto, poi prendere il diametro nominale minimo pari o superiore. Esempio: 100 L/min di acqua a 20 °C in acciaio SGP a 300 Pa/m richiedono 44,87 mm, quindi 50A (52,9 mm interni, 0,758 m/s, 132,8 Pa/m).
Come corrispondono le misure in A ai tubi di rame?
15A corrisponde al tubo di rame da 1/2 in, 20A a 3/4 in e 25A a 1 in. Diametro esterno e spessore differiscono, quindi diametro interno e portata ammissibile cambiano con il tipo di tubo; controllare ciascuno nella tabella qui sopra.
Ultimo aggiornamento: 2026-10-12.