Hazen-Williamsova enačba je formula za izračun, koliko pade zunanji tlak v tekočini, ko teče skozi cev zaradi trenja z notranjo površino cevi, notranjega premera cevi in hitrosti pretoka tekočine. . To zmanjšanje pretoka so inženirji običajno uporabljali v preteklosti, ko je bil tok tekočine turbulenten, saj je dal dober približek izgube hitrosti. Formula je razmeroma preprosta, vendar ima več omejujočih dejavnikov za njeno učinkovito uporabo, zaradi pojava osebnih računalnikov pa je v veliki meri zastarela.
Vsi sistemi vodovodnih cevi za prenos tekočine imajo tako imenovano izgubo glave, ki je vsota izgube višine, hitrosti in tlaka tekočine, ko se premika zaradi trenja znotraj tekočine, ko sodeluje s steno cevi in drugimi ovire cevi in kot stranski učinek turbulence, ki jo te interakcije povzročajo. Izguba glave temelji tudi na prisotnem faktorju trenja, ki se izračuna iz vrste uporabljenega materiala cevi in hitrosti pretoka tekočine. Faktorji trenja se lahko gibljejo od 80 do 130 ali več in zaradi te variabilnosti je Hazen-Williamsova enačba le grob izračun za padec tlaka.
Inženirji sprejemajo tipične omejevalne faktorje pri izračunu volumetričnega pretoka z uporabo Hazen-Williamsove enačbe. Ti dejavniki vključujejo omejitev, da mora imeti tekočina viskoznost najmanj 1.13 centistokesa, kar voda prikaže pri sobni temperaturi 60° Fahrenheita (15.5° Celzija). Cev mora biti tudi večja od 2 palca (5.08 centimetra) v premeru, hitrost pretoka pa ne sme presegati 10 čevljev na sekundo (3.05 metra na sekundo).
Obstajata dve formuli, ki se običajno uporabljata v Hazen-Williamsovi enačbi, ena, ki temelji na empiričnih ali eksperimentalnih podatkih in imperialnih enotah, in ena, ki uporablja standardne mednarodne enote. Imperijalna formula je zapisana kot hf = 0.002083 L (100/C) 1.85 x (gpm1.85/d4.8655), kjer je “hf” enaka izgubi glave, določeni v čevljih, “L” predstavlja dolžino cevi pri meritvi z stopala, “C” pa je koeficient trenja za vrsto materiala cevi. »Gpm« predstavlja galone na minuto, izračunano kot galone pretoka, izmerjene v ZDA, in »d« predstavlja notranji začetni premer cevi, preden pride do kopičenja ali korozije na steni cevi. Tukaj vrednost 100 v formuli predstavlja brezdimenzionalni faktor Hazen-Williams.
Formula standardnih mednarodnih enot je le še en način za izračun izgube glave, znane tudi kot padec tlaka zaradi trenja, z metričnimi enotami. Naveden je kot ΔP = 1.1101 x 1010 (Q/C)1.85 1/D4.87, kjer je “ΔP” padec tlaka v kiloPaskalih na meter, “Q” je pretok tekočine v metrih na kocke na uro, “D ” je notranji premer cevi, “C” pa je brezdimenzionalni faktor Hazen-Williams. Medtem ko je uporaba standarda 100 za Hazen-Williamsov faktor rutinska, če je cev stara od 10 do 15 let, se lahko pogosto nadomesti vrednost 75 zaradi mineralnih usedlin in korozije v cevi, ki povečajo raven trenja in turbulence. .
Uporaba Hazen-Williamsove enačbe v odsotnosti natančnejših računalniško podprtih izračunov je še vedno možna za številne vrste sistemov pretoka tekočine. Uporablja se lahko za protipožarne brizgalne sisteme do namakalnih sistemov ali vodovodna omrežja za stavbe ali občine. To je zato, ker zdaj obstaja več uveljavljenih faktorjev trenja za vrste materialov cevi, ki so vneseni v formulo, kot so medeninaste in bakrene cevi pri 130, cev iz polivinilklorida (PVC) pri 150, jeklene cevi pri 120 in več. Vsaka vrednost ima tudi nekaj manevrskega prostora, saj je približek, ki temelji na prisotnosti deformacij na notranji površini cevi, ki se sčasoma kopičijo, ko se cev stara. Kjer so potrebne natančnejše vrednosti za izgubo glave ali se meri pretok tekočine za snov, ki ni voda, se uporabi Darcy-Weisbachova enačba, ki uporablja koeficient trenja, natančneje izračunan iz Moodyjevega diagrama, ki vključuje Reynoldsova števila.