Cos'è diagramma di moody?

Diagramma di Moody

Il Diagramma di Moody, noto anche come grafico di Moody o diagramma di Stanton, è un grafico non dimensionale che mette in relazione il Fattore di attrito di Darcy-Weisbach, il Numero di Reynolds, e la Rugosità Relativa per il flusso pienamente sviluppato in un tubo circolare. È uno strumento essenziale nell'analisi del flusso di fluidi nelle tubazioni.

Elementi chiave e utilizzo:

• Asse orizzontale (x): Rappresenta il Numero di Reynolds (Re), che è adimensionale e indica il rapporto tra le forze inerziali e le forze viscose nel fluido. Il grafico è solitamente in scala logaritmica.

• Asse verticale (y): Rappresenta il fattore di attrito di Darcy-Weisbach (f), anch'esso adimensionale. Il fattore di attrito quantifica la perdita di energia dovuta all'attrito tra il fluido e le pareti del tubo. Anche questo asse è spesso in scala logaritmica.

• Curve: Il diagramma contiene una serie di curve che rappresentano diversi valori di rugosità relativa (ε/D), dove ε è l'altezza media delle rugosità sulla superficie interna del tubo e D è il diametro del tubo. La rugosità relativa è adimensionale.

Regimi di Flusso:

Il diagramma di Moody mostra chiaramente i diversi regimi di flusso:

• Flusso Laminare: A bassi numeri di Reynolds (Re < 2300), il flusso è laminare, caratterizzato da linee di flusso ordinate e parallele. In questa regione, il fattore di attrito dipende unicamente dal numero di Reynolds e può essere calcolato con la formula f = 64/Re. Questa regione è rappresentata da una linea retta sul diagramma di Moody.

• Regime di Transizione: Per numeri di Reynolds compresi tra circa 2300 e 4000, il flusso è in transizione tra laminare e turbolento. Questa zona è instabile e il fattore di attrito è difficile da prevedere con precisione.

• Flusso Turbolento: Ad alti numeri di Reynolds (Re > 4000), il flusso è turbolento, caratterizzato da movimenti caotici e vorticosi. In questa regione, il fattore di attrito dipende sia dal numero di Reynolds che dalla rugosità relativa.

  • Turbolento Lisci: Per tubi "lisci" (bassa rugosità relativa), il fattore di attrito dipende principalmente dal numero di Reynolds.

  • Transizione tra Tubi Lisci e Rugosi: Il fattore di attrito dipende sia dal numero di Reynolds sia dalla rugosità relativa.

  • Turbolento Completamente Rugosi: Ad alti numeri di Reynolds e rugosità elevata, il fattore di attrito diventa indipendente dal numero di Reynolds e dipende unicamente dalla rugosità relativa.

Utilizzo pratico:

Il diagramma di Moody viene utilizzato per:

1. Determinare il fattore di attrito per un dato flusso in un tubo, conoscendo il numero di Reynolds e la rugosità relativa.
2. Calcolare la perdita di carico dovuta all'attrito in una tubazione.
3. Progettare sistemi di tubazioni per garantire una perdita di carico accettabile.

Limitazioni:

• Il diagramma di Moody è valido solo per il flusso pienamente sviluppato in tubi circolari.
• La rugosità relativa è spesso una stima, il che può introdurre un'incertezza nel calcolo del fattore di attrito.
• Il diagramma di Moody fornisce il fattore di attrito di Darcy-Weisbach (4f di Fanning). Fare attenzione a usare il fattore di attrito corretto in base all'equazione utilizzata.