Формула Хазена — Вильямса

Формула Хазена — Вильямса — эмпирическая формула, устанавливающая связь свойств потока воды в трубопроводе с физическими свойствами трубы и падением давления вследствие трения. Формула используется при конструировании водопроводных систем^[1], таких как спринклеры^[2], системы водоснабжения и оросительные системы.

Преимуществом формулы Хазена — Вильямса является то, что коэффициент шероховатости С не является функцией числа Рейнольдса, но эта формула применима только для потоков воды. Кроме того, она не учитывает температуру и вязкость воды^[3].

Общая форма

Общая форма записи устанавливает связь между средней скоростью потока воды и геометрическими свойствами трубы гидравлическим уклоном.

${\displaystyle V=k\,C\,R^{0,63}\,I^{0,54},}$

где:

• V — скорость;
• k — коэффициент пропорциональности, зависящий от системы физических величин (k = 0,849 для международной системы СИ; k = 1,318 для системы единиц, принятой в США);
• C — коэффициент шероховатости;
• R — гидравлический радиус;
• I — гидравлический уклон.

Обычно коэффициент шероховатости C учитывает некоторое возрастание шероховатости с увеличением срока службы трубы согласно таблице^[4]:

Материал	Низкое значение C	Высокое значение C	примечания
Асбестоцемент	140	140	-
Чугун	100	140	-
Бетон	100	140	-
Медь	130	140	-
Сталь	90	110	-
Гальванизированное железо	120	120	-
Полиэтилен	140	140	-
Поливинилхлорид	130	130	-
Дисперсно-армированный пластик	150	150	-

Литература

• Hazen, A.; Williams, G. S. (1920), Hydraulic Tables (3rd ed.), New York: John Wiley and Sons
• Watkins, James A. (1987), Turf Irrigation Manual (5th ed.), Telsco
• Finnemore, E. John; Franzini, Joseph B. (2002), Fluid Mechanics (10th ed.), McGraw Hill
• Mays, Larry W. (1999), Hydraulic Design Handbook, McGraw Hill