Hazen-Williamsin yhtälö on kaava, jolla lasketaan, kuinka paljon ympäristön paine putoaa nesteessä, kun se virtaa putken läpi johtuen kitkasta putken sisäpinnan, putken sisähalkaisijan ja nesteen virtausnopeuden vuoksi. . Tätä virtausnopeuden alenemista ovat insinöörit käyttäneet yleisesti aiemmin, kun nestevirtaus oli myrskyisä, koska se antoi hyvän likimäärän nopeuden menetyksestä. Kaava on suhteellisen yksinkertainen, mutta sen tehokasta käyttöä rajoittavat useat tekijät, ja henkilökohtaisten tietokoneiden tulo on tehnyt sen pitkälti vanhentuneeksi.
Kaikilla nesteensiirtoputkilla on ns. Pään menetys, joka on nesteen korkeuden, nopeuden ja painehäviön summa, kun se liikkuu nesteen sisällä olevan kitkan vuoksi, kun se on vuorovaikutuksessa putken seinämän ja muiden putkien esteitä ja näiden vuorovaikutusten aiheuttaman turbulenssin sivuvaikutuksena. Päähäviö perustuu myös läsnä olevaan kitkakertoimeen, joka lasketaan käytetyn putkimateriaalin tyypin ja nesteen virtausnopeuden perusteella. Kitkakertoimet voivat vaihdella välillä 80-130 tai enemmän, ja tämä vaihtelu tekee Hazen-Williamsin yhtälöstä vain karkean laskun painehäviöstä.
Insinöörit hyväksyvät tyypilliset rajoittavat tekijät tilavuusvirtauksen laskemisessa Hazen-Williamsin yhtälön avulla. Näitä tekijöitä ovat rajoitus, jonka mukaan nesteen viskositeetin on oltava vähintään 1.13 sentistokkia, mikä näkyy vedessä huoneenlämpötilassa 60 ° Fahrenheit (15.5 ° C). Putken on myös oltava halkaisijaltaan suurempi kuin 2 senttimetriä, ja virtausnopeus saa olla enintään 5.08 metriä sekunnissa.
Hazen-Williamsin yhtälössä käytetään tyypillisesti kaavaa, joista toinen perustuu empiirisiin tai kokeellisiin tietoihin ja keisarillisiin yksiköihin, ja toinen, joka käyttää standardeja kansainvälisiä yksiköitä. Keisarillinen kaava kirjoitetaan muodossa hf = 0.002083 L (100/C) 1.85 x (gpm1.85/d4.8655), jossa “hf” on yhtä suuri kuin jaloissa määritettävä pään menetys, “L” edustaa putken pituutta mitattuna jalat, ja “C” on putkimateriaalityypin kitkakerroin. “Gpm” edustaa gallonaa minuutissa laskettuna Yhdysvaltain mitattuna gallonaa putken läpi, ja “d” edustaa putken sisähalkaisijaa ennen kuin putken seinämään kertyy tai syöpyy. Tässä 100: n arvo kaavassa edustaa mitatonta Hazen-Williams-tekijää.
Vakio kansainväliset yksiköt -kaava on vain yksi tapa laskea pään menetys, joka tunnetaan myös kitkapainehäviönä metristen yksiköiden avulla. Se ilmoitetaan muodossa ΔP = 1.1101 x 1010 (Q/C) 1.85 1/D4.87, jossa “ΔP” on painehäviö kiloPascaleina metriä kohti, “Q” on nesteen virtausnopeus metreinä kuutioina tunnissa, “D “On putken sisähalkaisija ja” C “tässä on mitaton Hazen-Williams-kerroin. Vaikka standardin 100 käyttäminen Hazen-Williams-tekijälle on rutiininomaista, jos putki on 10–15 vuotta vanha, usein arvo 75 voidaan korvata sen sijaan mineraalikerrostumien ja putken korroosion vuoksi, jotka lisäävät kitkatasoa ja turbulenssia .
Hazen-Williamsin yhtälön käyttö ilman tarkempia tietokonepohjaisia laskelmia on edelleen mahdollista monentyyppisille nestevirtausjärjestelmille. Sitä voidaan käyttää palo sprinklerijärjestelmiin kastelujärjestelmiin tai vesihuoltoverkkoihin rakennuksille tai kunnille. Tämä johtuu siitä, että nyt on olemassa useita vakiintuneita kitkakertoimia kaavassa käytettäville putkimateriaalityypeille, kuten messinki- ja kupariputki 130, polyvinyylikloridi (PVC) putki 150, teräsputki 120 ja enemmän. Jokaisella arvolla on myös jonkin verran liikkumavaraa, koska se on arvio, joka perustuu epämuodostumiin putken sisäpinnassa, jotka muodostuvat ajan myötä putken ikääntyessä. Jos pään menetykseen tarvitaan tarkempia arvoja tai mitataan nesteen virtausta muulle aineelle kuin vedelle, käytetään Darcy-Weisbachin yhtälöä, joka käyttää kitkakertointa, joka on laskettu tarkemmin Moody-kaaviosta, joka sisältää Reynoldsin luvut.