Hidráulica y tuberías
Calculadora de pérdida de carga de Hazen-Williams
La ecuación de Hazen-Williams es el método estándar para calcular la pérdida por fricción en tuberías de distribución de agua y de rociadores contra incendios. Ingrese el caudal en gpm, el diámetro interior en pulgadas, la longitud de la tubería y el factor C.
Fórmula
Forma en unidades US: hf (ft) = 10.44 × L × Q^1.852 ÷ (C^1.852 × d^4.8655), con L en ft, Q en gpm y d en pulgadas. Pérdida de presión (psi) = hf × 0.4335 para agua a unos 60 °F. Velocidad (ft/s) = 0.4085 × Q ÷ d².
Ejemplo resuelto
100 gpm a través de 200 ft de PVC Cédula 40 de 2 in (d = 2.067 in, C = 140): hf = 10.44 × 200 × 100^1.852 ÷ (140^1.852 × 2.067^4.8655) = 32.72 ft, o 14.18 psi (unos 7.1 psi por cada 100 ft). Velocidad = 0.4085 × 100 ÷ 2.067² = 9.56 ft/s, que es alta; una línea de 2.5 in reduciría la pérdida de forma notable.
Supuestos y limitaciones
- Agua a temperatura cercana a la ambiente, en flujo pleno, presurizado y turbulento.
- No se incluyen las pérdidas menores de accesorios y válvulas; agregue longitudes equivalentes.
- Valores típicos de C: 150 para PVC y HDPE, 130 a 140 para hierro dúctil nuevo (con revestimiento), 100 para hierro fundido antiguo, 120 para cobre según NFPA 13.
Preguntas frecuentes
¿Qué valor de C debo usar?
NFPA 13 indica 150 para tubería de plástico, 140 para hierro dúctil con revestimiento de cemento, 120 para acero negro en sistemas húmedos y 150 para cobre. La tubería antigua sin revestimiento en servicio puede ser de 100 o menos.
¿Hazen-Williams o Darcy-Weisbach?
Hazen-Williams es empírica y válida para agua a temperaturas ordinarias. Darcy-Weisbach sirve para cualquier fluido y es más precisa fuera de ese rango.
¿Es demasiado alta una velocidad de 9.6 ft/s?
Muchos diseñadores mantienen las velocidades de la acometida y la distribución de agua por debajo de unos 5 a 8 ft/s para limitar el ruido, la pérdida de presión y el golpe de ariete.