La perdita per attrito nel tubo è una misura o calcolo della perdita di flusso o pressione dovuta all’interazione del fluido con le pareti del tubo. Queste perdite devono essere determinate per i sistemi di tubazioni, poiché le pompe devono essere specificate con una potenza sufficiente per superare le perdite e fornire portate adeguate. La perdita per attrito varia a seconda dei materiali del tubo, della lunghezza e della portata o velocità del liquido.
I sistemi di tubazioni sono costituiti da sezioni di tubo diritte o curve, connessioni, valvole e altri raccordi. Man mano che un sistema aumenta in lunghezza e complessità, i fluidi che lo attraversano interagiscono con le pareti del tubo e i vari raccordi, creando resistenza. Quantità eccessive di resistenza alla fine causeranno una perdita di flusso al cliente o alla destinazione se non superate da una maggiore potenza di pompaggio.
I materiali utilizzati nei tubi variano ampiamente, dalla ghisa alla plastica, e ogni tipo ha una particolare rugosità sulle pareti interne. I produttori di tubi pubblicano tabelle che mostrano la perdita di attrito prevista per lunghezza del tubo per diversi materiali e diametri del tubo, con il diametro che misura la distanza attraverso l’area interna del tubo. Un fattore di rugosità misurato o stimato viene utilizzato nel calcolo della perdita per attrito, con il tubo di ferro non finito che ha un fattore di rugosità più elevato rispetto al tubo di plastica liscio.
Le tabelle delle perdite per attrito mostrano i valori di piedi di altezza d’acqua per 100 piedi di tubo (il valore è lo stesso in metri) perché la capacità della pompa e i requisiti di alimentazione sono normalmente dimensionati in piedi d’acqua. Questo valore stima quanti piedi verticali una pompa può spingere l’acqua con una data dimensione del motore, il che consente ai progettisti di collegare la potenza della pompa direttamente a un sistema di tubazioni. L’effetto della perdita per attrito aumenta con la lunghezza del sistema e il numero di raccordi e tratti curvi, e può essere ridotto solo utilizzando tubi più lisci, ma non può essere eliminato.
Le perdite aumentano anche all’aumentare della velocità, o velocità, del fluido nel tubo. L’aumento della pressione del sistema è una soluzione migliore rispetto all’aumento delle portate, motivo per cui i sistemi idrici municipali utilizzano torri idriche elevate. Il mantenimento di una fornitura d’acqua in un serbatoio sopraelevato non solo fornisce acqua extra per i periodi di forte richiesta, ma mantiene anche una pressione più costante per superare le perdite del sistema.
La perdita per attrito è importante in tutti i sistemi di tubazioni commerciali, perché una maggiore resistenza corrisponde a costi di pompaggio più elevati. Ci sono alcune applicazioni in cui un’adeguata capacità di pompaggio è fondamentale, come la lotta antincendio. Un’autopompa antincendio deve fornire grandi quantità di acqua attraverso lunghi tratti di manichetta, spesso ai piani superiori di un edificio. All’aumentare della domanda di acqua, l’autopompa deve fornire una pressione adeguata agli ugelli per mantenere la capacità antincendio. Gli ugelli per tubi flessibili sono progettati come tubi lunghi e sottili perché questo converte la pressione del tubo in un flusso elevato all’ugello senza la necessità di alte velocità nel tubo.
Anche l’aria è un fluido e la perdita per attrito si verifica negli impianti di riscaldamento e condizionamento poiché l’aria si muove attraverso i condotti che collegano le varie stanze. I progettisti di sistemi utilizzano i calcoli della perdita per attrito per determinare la potenza del ventilatore necessaria per un flusso d’aria adeguato negli edifici. Un dimensionamento inadeguato di ventilatori e condotti può causare un flusso d’aria scarso in alcune aree di una casa o di un edificio o un riscaldamento o raffreddamento inadeguato ai piani superiori di un edificio a più piani.