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Elettricità e Fisica

Portata

Il calcolatore di portata applica la legge fondamentale dell'idraulica Q = A × v: la portata (Q, in m³/s) è il prodotto della sezione trasversale del condotto (A, in m²) per la velocità media del fluido (v, in m/s).

Il tuo calcolo

Modifica i dati e confronta

Portata di un fluido: Q = A × v

La portata (Q) di un fluido in un condotto è il volume di fluido che attraversa una sezione nell'unità di tempo. Si calcola con la relazione fondamentale dell'idraulica:

Q = A × v

dove A è la sezione trasversale (in m²) e v è la velocità media del fluido (in m/s). La portata risultante è in m³/s.

Formula della sezione

Per un tubo cilindrico, la sezione si calcola dal diametro interno:

A = π × (d/2)² = π × d² / 4

Esempio: tubo da 50 mm (0,05 m) di diametro → A = π × 0,05² / 4 ≈ 0,001963 m² = 19,63 cm².

Unità di misura

  • m³/s: unità SI standard.
  • L/s: 1 m³/s = 1.000 L/s.
  • L/min: 1 L/s = 60 L/min. Comune negli impianti idraulici domestici.
  • m³/h: 1 m³/s = 3.600 m³/h. Usato in fluidodinamica industriale e nei contatori.
  • L/h: per portate molto basse (es. irrigazione a goccia).

Equazione di continuità

Per un fluido incomprimibile in un condotto, vale l'equazione di continuità: A₁ × v₁ = A₂ × v₂. Se la sezione si riduce, la velocità aumenta proporzionalmente. È il principio per cui nei tubi più stretti l'acqua scorre più veloce.

Esempi pratici

  • Rubinetto: erogazione tipica 10-15 L/min (0,17-0,25 L/s) con velocità di 1-2 m/s in tubo da 1/2" (15 mm interno).
  • Doccia: 8-12 L/min (riduttori di flusso possono ridurre a 6-8 L/min).
  • Sciacquone WC: ≈ 6-9 litri per scarico.
  • Lavatrice: portata di carico 10-15 L/min, totale 50-100 L/lavaggio.
  • Acqua di irrigazione: 5-50 L/min in funzione del sistema (goccia, pioggia, spruzzo).

Applicazioni

Il calcolo della portata è essenziale in:

  • Idraulica civile: dimensionamento di tubazioni, scarichi, impianti.
  • Idraulica agricola: irrigazione, drenaggio.
  • Industria: trasporto di liquidi, gas, fluidi alimentari.
  • Ingegneria idraulica: portate di fiumi, canali, condotte forzate.
  • Medicina: portata cardiaca, flusso ematico.

Limiti

La formula Q = A × v assume flusso costante e incomprimibile. Per fluidi gassosi, alta velocità, condotti irregolari o turbolenti servono formule più complesse (Bernoulli, Darcy-Weisbach, Reynolds).

Lo strumento offre tre modalità: calcolare Q da sezione e velocità, ricavare v da portata e sezione, oppure determinare A da portata e velocità. Un pannello ausiliario converte il diametro interno del tubo in sezione tramite A = π × (d/2)². I risultati vengono automaticamente espressi in m³/s, m³/h, L/s, L/min e L/h. Utile a idraulici, ingegneri, studenti e appassionati di impianti domestici.

Cos'è la portata di un fluido e come si calcola?

La portata volumetrica Q è il volume di fluido che attraversa una sezione nell'unità di tempo. Si calcola con Q = A × v: sezione trasversale (m²) moltiplicata per la velocità media (m/s), risultato in m³/s. Esempio: tubo da 50 mm con v = 2 m/s → A ≈ 0,00196 m², Q ≈ 0,00393 m³/s ≈ 235 L/min.

Come calcolare la portata di un fluido

Scegli la grandezza incognita, inserisci i due valori noti e ottieni il risultato con le conversioni nelle unità più usate.

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    Scegli la modalità di calcolo

    Seleziona tra Q = A × v (calcola portata), v = Q / A (calcola velocità) oppure A = Q / v (calcola sezione) usando i tre pulsanti in cima al calcolatore.

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    Inserisci la sezione o ricavala dal diametro

    Se conosci il diametro interno del tubo in millimetri, usalo nel campo 'Calcolo sezione da diametro': il calcolatore applica A = π × (d/2)² e mostra l'area in m².

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    Inserisci il secondo valore noto

    Digita la velocità del fluido in m/s (o la portata in m³/s se stai cercando sezione o velocità). I campi mostrano esempi orientativi come 0,005 m² e 2,0 m/s.

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    Leggi il risultato e le conversioni

    Il pannello azzurro mostra Q, A e v calcolati. La tabella Conversioni Portata riporta il valore in m³/h, L/s, L/min e L/h per un uso diretto in qualsiasi contesto.

Domande frequenti

Qual è la formula della portata di un fluido?
La portata volumetrica si calcola con Q = A × v, dove A è la sezione trasversale del condotto in m² e v è la velocità media del fluido in m/s. Il risultato è in m³/s. Esempio: sezione 0,005 m² e velocità 2 m/s danno Q = 0,010 m³/s = 10 L/s = 600 L/min.
Come si calcola la sezione di un tubo circolare dal diametro?
Per un tubo cilindrico vale A = π × (d/2)², equivalente a π × d² / 4, dove d è il diametro interno in metri. Un tubo da 50 mm (0,05 m) di diametro interno ha A = π × 0,0025 / 4 ≈ 0,001963 m², pari a circa 19,6 cm².
Come si converte la portata da m³/s a L/min?
Moltiplicare per 60 000: 1 m³/s = 1 000 L/s = 60 000 L/min. Esempio: Q = 0,0002 m³/s corrisponde a 0,2 L/s, ossia 12 L/min. Il calcolatore mostra tutte le conversioni (m³/h, L/s, L/min, L/h) in automatico.
Cosa afferma l'equazione di continuità e come si usa in pratica?
Per un fluido incomprimibile in condotto chiuso vale A₁ × v₁ = A₂ × v₂: la portata si conserva. Se il tubo si restringe da 50 mm a 25 mm di diametro (sezione ridotta a un quarto, poiché A ∝ d²), la velocità quadruplica. Si usa per dimensionare riduzioni di diametro negli impianti idraulici senza variare la portata trasportata.
Quali sono i limiti della formula Q = A × v?
La relazione vale per flusso stazionario e fluido incomprimibile con profilo di velocità uniforme. Non si applica direttamente a gas comprimibili ad alta velocità, condotti con forti perdite per turbolenza o sezioni variabili: in quei casi servono l'equazione di Bernoulli, la legge di Darcy-Weisbach o il numero di Reynolds.