Flusso laminare vs flusso turbolento: cosa sono?
Quando si tratta di misurare la portata, due fattori cruciali possono influenzarne notevolmente la misurazione: il flusso laminare e il flusso turbolento. Questi fenomeni svolgono un ruolo significativo nel comportamento dei misuratori di portata e possono influire sull’accuratezza delle misurazioni di portata. Approfondiamo le differenze tra flusso laminare e flusso turbolento, esploriamo alcuni suggerimenti per ridurre al minimo gli effetti negativi della turbolenza e scopriamo perché il flusso laminare è importante per i misuratori di portata.
Comprendere il flusso laminare
Comprendere il flusso turbolento
Flusso laminare vs flusso turbolento
Come si fa a sapere se il flusso è laminare o turbolento?
Numero di Reynolds: Il parametro chiave
Quando le condizioni di portata portano a un flusso laminare o a un flusso turbolento? Ciò è determinato dal numero di Reynolds (Re). Il numero di Reynolds combina quattro variabili:
- Diametro del tubo
- Velocità del fluido
- Densità del fluido
- Viscosità dinamica del fluido
Un numero di Reynolds basso (≤ 2300 circa) indica un flusso laminare, mentre un numero di Reynolds alto (≥ 3000 circa) indica un flusso turbolento. Per valori compresi tra 2300 e 3000, il flusso può essere transitorio, mostrando caratteristiche sia di flusso laminare che turbolento.
Se la velocità dell’acqua aumenta, a una certa velocità si verifica un cambiamento improvviso. Il flusso si interrompe completamente e l’acqua si omogenea con l’inchiostro. Le linee di flusso sono caotiche, non più lineari, e questo effetto prende il nome di flusso turbolento.
3 Suggerimenti per minimizzare gli effetti negativi del flusso turbolento
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Ottimizzare la geometria del processo;
Evitare restrizioni inutili come valvole, adattatori e raccordi a gomito nel processo di flusso. Queste possono indurre turbolenze. Se sono necessarie, considerare l’uso di un filtro anti-turbolenza tra questi componenti e il misuratore di portata. -
Limitare la velocità della portata;
Mantenere la lunghezza del tubo appropriata per limitare la velocità della portata. La lunghezza minima del tubo deve essere almeno 10 volte il diametro del tubo all’ingresso dello strumento e 4 volte il diametro del tubo all’uscita (per i misuratori di portata). L’uso della lunghezza corretta del tubo aiuta a passare dal flusso turbolento a quello laminare. -
Applicare i filtri di turbolenza;
I filtri anti-turbolenza aiutano a smussare il flusso e a trasformare il flusso turbolento in flusso laminare prima di raggiungere il sensore. Alcuni misuratori di portata sono dotati di filtri di turbolenza integrati, che rappresentano una soluzione efficace per contrastare gli effetti della turbolenza.
Perché si vuole un flusso laminare?
- Elevata accuratezza; il flusso laminare garantisce che le misurazioni di portata rimangano costanti e affidabili, con conseguente maggiore accuratezza delle misure. Questo aspetto è fondamentale in applicazioni critiche come il trattamento chimico e la produzione farmaceutica.
- Caduta di pressione minima: grazie al suo andamento regolare, il flusso laminare riduce al minimo la caduta di pressione sui misuratori di portata, riducendo il consumo energetico e ottimizzando le prestazioni del sistema.
- Ideale per basse portate; il flusso laminare è particolarmente auspicabile nelle applicazioni a bassa portata, dove il mantenimento della precisione può essere difficile in condizioni di turbolenza.