Ultimo aggiornamento: 30 Oct. 2024

Calcolatore della Portata

Q: Che cos'è la portata?

La portata è una quantità che esprime la quantità di sostanza che passa attraverso un'area trasversale in un tempo specifico . La quantità di fluido viene tipicamente quantificata utilizzando il suo volume o la sua massa, a seconda dell'applicazione.

Q: Come si trova la portata massica dalla portata volumetrica?

Per trovare la portata massica, devi moltiplicare la portata volumetrica per la densità della sostanza . Questa relazione è più facile da ricordare se si ricorda che la densità è il quoziente della massa e del volume.

Q: Cosa significa portata massima?

La portata massima indica il limite superiore di quanto fluido può essere trasferito attraverso un oggetto in un intervallo di tempo specifico . Ad esempio, più è grande, più velocemente il rubinetto riempirà una vasca da bagno.

Creato da Dott. Hanna Pamuła, Ph.D.

Revisione eseguita da Bogna Szyk e Jack Bowater

Tradotto da Rangsimatiti Binda Saichompoo

Rangsimatiti Binda Saichompoo

With an environmental mind, Kat is currently pursuing a Master’s degree in Biomass Engineering and Bioeconomy. Kat joined Omni as an Italian and French translator. Apart from translating, writing content, and sometimes creating calculators, she loves nature, reading, sports, and playing lots of board games. See full profile

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e Agata Flak

Agata Flak

Linguistic freak at first sight, but VERY curious about numbers. Back in high school, she most enjoyed the satisfaction of getting the perfect result in a maths exercise or discovering something (not necessarily revolutionary) during a year-long project about cucumber hydrolysis. She can stay up far into the night, googling how much water there is in 400 ml of soup or how many ants it would take to make a car collapse under their weight. Weird, but oddly specific, and always highly meticulous. See full profile

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Indice

Che cos'è la portata? Portata volumetrica e massica Come calcolare la portata? Formule di portata Come utilizzare il calcolatore della portata FAQ

Che tu ci creda o no, il nostro calcolatore della portata non è utile solo nella meccanica dei fluidi ma anche nei problemi di tutti i giorni. Non solo ti aiuterà se vuoi trovare la portata di un tubo da giardino o di un soffione della doccia, ma anche se vorresti sapere quanto sangue pompa il tuo cuore ogni minuto (come abbiamo visto nel calcolatore per la gittata cardiaca 🇺🇸). Può anche servire come un semplice calcolatore di velocità del tubo.

Per una comprensione completa dell'argomento, di seguito troverai una sezione che spiega cos'è la portata e un paragrafo che aiuta a capire come calcolare la portata. Fai attenzione, perché il termine stesso "portata" può essere ambiguo! Per tua fortuna, abbiamo implementato due formule di portata, in modo che possa imparare entrambi i casi. Ciò significa che il nostro strumento può fungere sia da calcolatore della portata volumetrica (cioè possiamo usarlo, cambiando le unità a litri al minuto, nel calcolare dei galloni per minuto 🇺🇸) che da calcolatore della portata massica.

Che cos'è la portata? Portata volumetrica e massica

Quando si parla di portata, molto probabilmente ci si riferisce al concetto di portata volumetrica (nota anche come portata di un liquido, portata volumetrica o velocità volumetrica). La portata volumetrica può essere definita come il volume di un determinato fluido che passa attraverso una determinata sezione trasversale per unità di tempo. Di solito è rappresentata dal simbolo $Q$ (a volte $\dot{V}$ — $V$ con un punto):

Q = \frac{V}{t}

Un altro concetto correlato è quello di portata massica, talvolta chiamata flusso di massa o corrente di massa. Questa volta non si tratta del volume, ma della massa di una sostanza che passa attraverso una determinata sezione trasversale per unità di tempo. È una misura essenziale quando si purifica l'acqua in un impianto di depurazione.

La indichiamo con un punto sopra il simbolo $m$ :

\dot{m} = \frac{m}{t}

La portata massica è comunemente utilizzata nelle specifiche di ventilatori e turbine, tra le altre cose.

Come calcolare la portata? Formule di portata

Versione breve

Formula della portata volumetrica:

\dot{V} = A\times v

dove,

$A$ — Area della sezione trasversale; e
$v$ — Velocità del flusso.
Formula della portata massica:

\dot{m} = \rho\times\dot{V} =\rho\times A\times v

dove $ρ$ è la densità del fluido.

Spiegazione più lunga:

La formula della portata volumetrica può essere scritta in una forma alternativa (ovvero, molto più utile). Per prima cosa puoi calcolare il volume di una porzione di fluido in un canale come:

V = A\times l

dove $A$ è l'area della sezione trasversale del fluido, e $l$ è la larghezza di una determinata porzione di fluido. Se il nostro tubo è circolare, è sufficiente la formula per calcolare il volume del cilindro. Sostituendo la formula precedente all'equazione della definizione di portata, otteniamo:

\dot{V} = \frac{V}{t} = \frac{A\times l}{t}

Poiché $l / t$ è la lunghezza del volume divisa per il tempo, si capisce che è solo la velocità del flusso. Quindi, la formula della portata volumetrica si riduce a:

\dot{V} = A\times v

La maggior parte dei tubi è cilindrica, quindi la formula della portata volumetrica sarà la seguente:

\dot{V}_{\mathrm{cyclinder}} =\pi\times \left(\frac{d}{2}\right)^2\times v

dove $d$ è il diametro del tubo.

L'equazione può essere riorganizzata per trovare la formula della velocità del tubo.

Per trovare la formula della portata massica, dobbiamo prima ricordare la definizione di densità:

\rho = \frac{m}{V}

Poiché la portata massica è la massa di una sostanza che passa per unità di tempo, possiamo scrivere la formula come:

\begin{split} \dot{m} &= \frac{m}{t} = \frac{\rho\times V}{t} = \rho\times\dot{V} \\[1em]&= \rho\times A\times v \end{split}

L'ultima uguaglianza è quella più raffinata:

\dot{m} = \rho\times A\times v

Come utilizzare il calcolatore della portata

Ora che sai cos'è la portata, verifichiamola con un semplice esempio:

Per prima cosa, seleziona una forma dall'elenco. Per questo esempio, vorremmo conoscere la portata dell'acqua in un tubo circolare, quindi selezioneremo l'opzione Circolare (tubo);
Inserisci le misure necessarie per calcolare l'area della sezione trasversale. Se la sezione trasversale è un cerchio o un quadrato/rettangolo, troverai questa opzione nell'elenco. In tutti gli altri casi, puoi digitare il valore dell'area direttamente nel calcolatore (puoi usare il nostro completo calcolatore per l'area per aiutarti). Scegliamo un tubo con un diametro interno di $8\ \mathrm{cm}$ , o $0,\!08\ \mathrm{m}$ ;
Inserisci la velocità media del flusso. Scegliamo $3\ \mathrm{m/s}$ ;
Ed ecco che la prima parte dei calcoli è stata eseguita — lo strumento ha funzionato come calcolatore della portata volumetrica. Abbiamo scoperto che la portata volumetrica è $0,\!0139\ \mathrm{m^3/s}$ . Ricorda che puoi sempre cambiare le unità di misura, quindi non preoccuparti se devi lavorare in litri/ora o altre unità;
Se conosci la densità, puoi calcolare anche la portata massica; ti basta inserire la densità del materiale da far scorrere. Nel nostro esempio, l'acqua ha una densità di circa $998\ \mathrm{kg/m^3}$ (la densità dell'acqua a $20\ \mathrm{\degree C}$ ). Tuttavia, se vuoi essere molto preciso, dai un'occhiata al nostro calcolatore per la densità dell'acqua 🇺🇸, poiché la densità cambia in base alla temperatura, alla salinità e alla pressione; e
Lo strumento ha mostrato una portata massica di $13,\!87\ \mathrm{kg/s}$ . Ottimo!

Non dimenticare che i nostri strumenti sono flessibili, quindi puoi usare questo calcolatore per calcolare la velocità delle tubature. Ad esempio, puoi determinare la velocità dell'acqua del tuo rubinetto, dato il diametro (ad esempio, $12\ \mathrm{cm}$ ) e la portata di un rubinetto da cucina (di solito si va da $3,\!79$ litri a $8,\!33$ litri al minuto, a seconda del tipo di aeratore). A proposito, hai visto il nostro calcolatore per l'acqua del rubinetto 🇺🇸, che mostra il risparmio che otterresti se passassi dall'acqua in bottiglia a quella del rubinetto?

FAQ

Che cos'è la portata?

La portata è una quantità che esprime la quantità di sostanza che passa attraverso un'area trasversale in un tempo specifico. La quantità di fluido viene tipicamente quantificata utilizzando il suo volume o la sua massa, a seconda dell'applicazione.

Come si trova la portata massica dalla portata volumetrica?

Per trovare la portata massica, devi moltiplicare la portata volumetrica per la densità della sostanza. Questa relazione è più facile da ricordare se si ricorda che la densità è il quoziente della massa e del volume.

Come si calcola la portata del sangue?

Per calcolare la portata del sangue attraverso un vaso sanguigno:

Dividi il diametro del vaso per 2 per ottenere il raggio;
Trova l'area trasversale circolare utilizzando A = π × r²;
Determina la velocità media del sangue nel vaso.
Moltiplica l'area per la velocità per ottenere la portata volumetrica del sangue.

Cosa significa portata massima?

La portata massima indica il limite superiore di quanto fluido può essere trasferito attraverso un oggetto in un intervallo di tempo specifico. Ad esempio, più è grande, più velocemente il rubinetto riempirà una vasca da bagno.

Come si calcola la velocità del fluido a partire dalla portata?

Per determinare la velocità del fluido dalla portata volumetrica, devi dividerla per l'area della sezione trasversale della sostanza.

Per la portata massica, devi eseguire un'ulteriore divisione per la densità del fluido.