Fórmula de Hazen-Williams

La fórmula de Hazen-Williams, también denominada ecuación de Hazen-Williams, se utiliza particularmente para determinar la velocidad del agua en tuberías circulares llenas, o conductos cerrados es decir, que trabajan a presión.

Su formulación en función del radio hidráulico es:

${\displaystyle u=0.8494\ C\ R_{h}^{0.63}\ S^{0.54}}$

${\displaystyle Q=0.2787\ C\ {Di}^{(4.87/1.85)}\ S^{(1/1.85)}}$

Qué es aproximadamente igual a:

${\displaystyle Q=0.2787\ C\ D_{i}^{2.63}\ S^{0.54}}$

Símbolo	Nombre	Unidad	Fórmula
${\displaystyle R_{h}}$	Radio hidráulico	m	${\displaystyle R_{h}={\frac {\text{Área de flujo}}{\text{Perimetro húmedo}}}}$
${\displaystyle u}$	Velocidad media del agua en el tubo	m / s
${\displaystyle Q}$	Caudal (Flujo volumétrico)	m3 / s
${\displaystyle C}$	Coeficiente que depende de la rugosidad del tubo
${\displaystyle D_{i}}$	Diámetro interior	m
${\displaystyle S}$	Pendiente	m / m

• Rh = Di / 4 (Nota: Di/4 = Radio hidráulico de una tubería trabajando a sección llena)
• S = Pendiente - Pérdida de carga por unidad de longitud del conducto

Esta ecuación se limita por usarse solamente para agua como fluido de estudio, mientras que encuentra ventaja por solo asociar su coeficiente a la rugosidad relativa de la tubería que lo conduce, o lo que es lo mismo al material de la misma y el tiempo que este lleva de uso.

Valores para el coeficiente C

Los valores típicos de C usados en diseño pueden variar, ya que por la edad las tuberías tienden a ser más rugosas, por lo tanto su coeficiente disminuye:^[1]

Material	C mín	C máx	Referencia
Asbesto-cemento	140	140	-
Hierro fundido nueva	130	130	[1]
Hierro fundido 10 años	107	113	[1]
Hierro fundido 20 años	89	100	[1]
Hierro fundido 30 años	75	90	[1]
Hierro fundido 40 años	64	83	[1]
Concreto	100	140	[1]
Cobre	130	140	[1]
Acero	90	110	-
Hierro galvanizado	120	120	[1]
Polietileno	140	140	[1]
Policloruro de vinilo (PVC)	140	140	[1]
Plástico fibroreforzado (FRP)	150	150	[1]

Véase también

• Ecuación de Darcy-Weisbach

Referencias

1. Hazen-Williams Coefficients, Engineering ToolBox, consultado el 7 de octubre de 2012.

Enlaces externos

• Excel Formulas to Calculate Water Flow Rates for Different Pipe Sizes (en inglés) Consultado el 28/02/2014

• Datos: Q574549