Формула Хазена - Вільямса

Формула Хазена - Вільямса являє собою емпіричне рівняння, яке встановлює зв'язок потоку води в трубопроводі з фізичними властивостями труби і спадом тиску.

Загальні відомості

Формула використовується в проектуванні систем водопостачання та опалення , наприклад, системи пожежогасіння, водопровідних мереж і зрошувальних системах. Вона названа на честь Аллена Хазена і Гарднера Стюарта Вільямса.

Рівняння Хазена - Вільямса має ту перевагу, що коефіцієнт С не залежить від числа Рейнольдса, але має той недолік, що воно діє тільки для води. Крім того, він не враховує температури або в'язкості води.

Формула Хазена - Вільямса стала прийнята по світу у вигляді формули втрати тиску, щоб використовувати для гідравлічного розрахунку систем пожежогасіння і майже у всіх випадках використання формули забезпечить правильні відповіді. Формула Хазена - Вільямса також може бути використана для розрахунку водяного туману в системах, де тиск не перевищує 12 бар (системи водяного туману низького тиску) або швидкість води не перевищувала 7,6 м / с, а мінімальний розмір труби 20 мм у випадку систем водяного туману проміжного та високого тиску.

Формула

Хазен і Вільямс представили емпіричну формулу, яка була проста у використанні. Загальний вигляд рівняння:

[math]V=kCR^{0,63}I^{0,54}[/math] ,

де: V - швидкість;

k - коефіцієнт пропорційності, який залежить від системи фізичних величин (для системи СІ k=0,849);

C - коефіцієнт шорсткості;

R - гідравлічний радіус;

I - гідравлічний нахил.

Коефіцієнти

Матеріал_____________________Низьке значення C_____Високе значення C

Азбестоцемент_______________________140___________________140

Бетон_______________________________100___________________140

Гальванізоване залізо_________________120___________________120

Дисперсно-армований пластик__________150___________________150

Мідь________________________________130___________________140

Полівінілхлорид_______________________130___________________130

Поліетилен___________________________140___________________140

Сталь________________________________90____________________110

Чавун________________________________100___________________140

Використання

Формула Хазена - Вільямса вже давно використовується для розрахунку втрат на тертя в трубопроводі спринклерної системи водяного пожежогасіння. Це рівняння використовує коефіцієнт шорсткості труб, який не грунтується на залежності від числа Рейнольдса, як і в інших рівняннях втрати тиску.Однак, є той недолік, що рівняння може бути використане тільки тоді, коли вода тече в "турбулентному" діапазоні витрат.

Посилання

https://web.archive.org/web/20130406095047/http://www.canutesoft.com/index.php/Basic-Hydraulics-for-fire-protection-engineers/Hazen-Williams-formula-for-use-in-fire-sprinkler-systems.html

https://en.wikipedia.org/wiki/Hazen–Williams_equation

http://www.engineeringtoolbox.com/hazen-williams-coefficients-d_798.html

http://www.calctool.org/CALC/eng/civil/hazen-williams_g