Hydraulique et canalisations
Calculateur de perte de charge de Hazen-Williams
L'équation de Hazen-Williams est la méthode usuelle pour calculer la perte de charge par frottement dans les conduites de distribution d'eau et de sprinklers d'incendie. Saisissez le débit en gpm, le diamètre intérieur en pouces, la longueur de la conduite et le coefficient C.
Formule
Forme en unités US : hf (ft) = 10.44 × L × Q^1.852 ÷ (C^1.852 × d^4.8655), avec L en ft, Q en gpm et d en pouces. Perte de pression (psi) = hf × 0.4335 pour de l'eau à environ 60 °F. Vitesse (ft/s) = 0.4085 × Q ÷ d².
Exemple détaillé
100 gpm dans 200 ft de PVC Schedule 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, soit 14.18 psi (environ 7.1 psi par 100 ft). Vitesse = 0.4085 × 100 ÷ 2.067² = 9.56 ft/s, ce qui est élevé ; une conduite de 2.5 in réduirait nettement la perte.
Hypothèses et limites
- Eau à une température voisine de l'ambiante, en écoulement plein, sous pression et turbulent.
- Les pertes de charge singulières des raccords et des vannes ne sont pas incluses; ajoutez des longueurs équivalentes.
- Valeurs typiques de C : 150 pour le PVC et le HDPE, 130 à 140 pour la fonte ductile neuve (revêtue), 100 pour la fonte ancienne, 120 pour le cuivre selon NFPA 13.
Questions fréquentes
Quelle valeur de C dois-je utiliser ?
La NFPA 13 indique 150 pour les tuyaux de plastique, 140 pour la fonte ductile avec revêtement de ciment, 120 pour l'acier noir dans les réseaux à eau et 150 pour le cuivre. Les anciens tuyaux sans revêtement en service peuvent avoir 100 ou moins.
Hazen-Williams ou Darcy-Weisbach ?
Hazen-Williams est empirique et valide pour l'eau à des températures ordinaires. Darcy-Weisbach convient à tout fluide et est plus précise en dehors de cette plage.
Une vitesse de 9.6 ft/s est-elle trop élevée ?
De nombreux concepteurs maintiennent les vitesses dans l'entrée d'eau et la distribution sous environ 5 à 8 ft/s afin de limiter le bruit, la perte de charge et le coup de bélier.