Calcolo della capacità idraulica a sezione parzialmente piena per condotte circolari a gravità.

Manning-Strickler Condotte

CALC-MAN

idoneo

Parametri

Grandezza	Sym	U.M.	Note
Diametro Interno D [mm]	D	mm	Riferito al diametro interno netto della tubazione (es: per DN 400 inserire il diametro interno effettivo).
Pendenza i [m/m] (es: 0.01 per il 1%)	i	m/m
Scabrezza Manning n [-]	n	—	Parametro usato da SWMM e da molte fonti internazionali. In sistema metrico il calcolatore usa K = 1 / n.
Strickler K equivalente [m^(1/3)/s]	K	m^(1/3)/s	Valore equivalente calcolato da n. Può essere modificato direttamente se si lavora con coefficienti Strickler.
Altezza del pelo libero h [mm]	h	mm	Altezza fisica dell'acqua all'interno della condotta (deve essere inferiore o uguale al diametro interno).

Risultati

Risultato	Sym	Valore	U.M.
Portata Parzializzata (Q)	Q	94.8	l/s
Velocità media alla quota h (V)	V	1.51	m/s
Portata a Sezione Piena (Q_max)	Qmax	189.5	l/s
Area bagnata (A)	A	0.0628	m²
Perimetro bagnato (P)	P	0.628	m
Raggio idraulico (Rh)	Rh	0.1	m
Rapporto di riempimento	h/D	50	%

Formule

Grandezza	Espressione
Portata	Q = K * A * R^(2/3) * i^(1/2)
Raggio idraulico	R = A / P
Angolo al centro	theta = 2 arccos((r - h) / r)
Area bagnata circolare	A = r^2 * (theta - sin(theta)) / 2
Perimetro bagnato circolare	P = r * theta
Velocità media	V = Q / A
Grado di riempimento	h/D
Conversione scabrezza	K = 1 / n

fx Q = K·A·R^(2/3)·i^(1/2) | V = Q/A | K = 1/n

Calcolo automatico al variare dei parametriContatta autore

Intervalli indicativi di scabrezza

Gli intervalli sono valori tecnici tipici per condotte chiuse. La scelta finale deve considerare materiale, stato interno, giunti, depositi, eta e rilievi disponibili.

Materiale condotta	n Manning	K metrico equivalente
Fibrocemento	0.011 - 0.015	67 - 91
Muratura in mattoni	0.013 - 0.017	59 - 77
Ghisa rivestita con cemento e sigillata	0.011 - 0.015	67 - 91
Calcestruzzo monolitico con casseforme lisce	0.012 - 0.014	71 - 83
Calcestruzzo monolitico con casseforme rugose	0.015 - 0.017	59 - 67
Tubo in calcestruzzo	0.011 - 0.015	67 - 91
Lamiera ondulata, non rivestita	0.022 - 0.026	38 - 45
Lamiera ondulata con fondo pavimentato	0.018 - 0.022	45 - 56
Lamiera ondulata rivestita in asfalto centrifugato	0.011 - 0.015	67 - 91
Tubo plastico liscio	0.011 - 0.015	67 - 91
Gres ceramico, tubazioni	0.011 - 0.015	67 - 91
Gres ceramico, rivestimenti	0.013 - 0.017	59 - 77

Fonte: intervalli n Manning riportati nel manuale SWMM con riferimento ASCE (1982), Manual of Practice No. 60. K e calcolato come 1/n in sistema metrico.

Grafico Portata - Riempimento

Schema della sezione circolare parzialmente riempita

Lo schema mostra raggio, tirante idrico, angolo al centro e corda del pelo libero usati nel calcolo geometrico.

Sviluppo geometrico alla quota h

r = D / 2: r = 0.2000 m
h = y: h = 0.2000 m
theta = 2 arccos((r - h) / r): theta = 3.1416 rad
A = r^2 * (theta - sin(theta)) / 2: A = 0.0628 m2
P = r * theta: P = 0.628 m
Rh = A / P: Rh = 0.1 m

Tabella del Profilo di Riempimento

Altezza h [mm]	Grado h/D	Portata [l/s]	Velocità [m/s]
40 mm	10%	4	0.6
80 mm	20%	16.6	0.93
120 mm	30%	37.1	1.17
160 mm	40%	63.9	1.36
200 mm	50%	94.8	1.51
240 mm	60%	127.3	1.62
280 mm	70%	158.7	1.69
320 mm	80%	185.2	1.72
360 mm	90%	202	1.7
400 mm	100%	189.5	1.51

Metodo di calcolo

Calcolo gratuito basato sulla formula di Manning-Strickler per condotte circolari a pelo libero. La relazione tecnica di calcolo, se necessaria, va richiesta all'autore del sito.

Base tecnica del calcolo — Manning-Strickler per condotte circolari

Il calcolo usa la formula di Manning-Strickler per moto uniforme a pelo libero. La sezione piena e la sezione parzializzata sono calcolate localmente nel browser, perché il modello è leggero e non richiede esecuzione server.

Formule principali

Q = K * A * R^(2/3) * i^(1/2)

Portata — K coefficiente Strickler, A area bagnata, R raggio idraulico, i pendenza.

R = A / P

Raggio idraulico — P e il perimetro bagnato della sezione.

theta = 2 arccos((r - h) / r)

Angolo al centro — r = D / 2 e h e il tirante idrico nella condotta.

A = r^2 * (theta - sin(theta)) / 2

Area bagnata circolare — Area del segmento circolare occupato dall acqua.

P = r * theta

Perimetro bagnato circolare — Arco della parete interna a contatto con l acqua.

V = Q / A

Velocità media — Usata per controllo di autopulizia e velocità elevate.

h/D

Grado di riempimento — Rapporto tra altezza idrica e diametro interno.

K = 1 / n

Conversione scabrezza — Relazione metrica tra Strickler K e Manning n nella forma usata dal calcolatore.

Fonti e riferimenti

Formula di Manning-Strickler — Formula tecnica standard per moto uniforme in canali e condotte a pelo libero.
EPA SWMM 5.2 User Manual — Il modello SWMM usa il coefficiente n di Manning per la scabrezza dei condotti.
ASCE (1982), Gravity Sanitary Sewer Design and Construction, Manual of Practice No. 60 — Fonte citata per gli intervalli tipici di n Manning nelle condotte chiuse.
Manuali tecnici e criteri gestionali locali — Valori di K, limiti di velocità e riempimento devono essere adattati al materiale e al contesto.

Limiti di validita

Valido come verifica preliminare di moto uniforme, non come modello di rete.
Non considera rigurgiti, transitori, pressurizzazione, curve, pozzetti o perdite localizzate.
Il diametro deve essere quello interno effettivo, non solo la classe nominale.
Le soglie di velocità (0.5 e 4 m/s) e di riempimento (80-90%) sono convenzioni ingegneristiche di autopulizia e franco, non parametri SWMM. Con Manning la portata massima si ha a circa 0.94 D, non a sezione piena.

Per relazione tecnica

Relazione tecnica da richiedere all autore del sito.
Sviluppo geometrico della sezione circolare.
Portata, velocità, area bagnata, perimetro bagnato, raggio idraulico e grado di riempimento.