Hazen Willians

Iremos abordar um pouco sobre a equação de Hazen Williams utilizada frequentemente por Engenheiros Civis para determinação da perda de carga.

Porem existem limitações para o uso da mesma,e é sobre isso que iremos demonstrar

.

As perdas de carga são perdas de energia hidráulica devidas à viscosidade do fluido e ao seu atrito com as paredes internas das tubulações. Dentre as suas principais consequência pode-se citar:

• uma queda de pressão global;
• um gasto de energia suplementar com bombeamento, no recalque.

Um dos métodos frequentemente utilizados para estimar as perdas de cargas distribuídas é através da Equação de Hazen-Williams. Uma das principais vantagens deste método é a sua simplicidade, quando comparado a outros métodos.Por outro lado, ele não considera os efeitos da variação da temperatura e viscosidade do fluido.

 

O Coeficiente de rugosidade ''C'' é encontrado por tabelas que fornecem esse dado.

 

No entanto, esta fórmula é restrita apenas para algumas condições, como observado por Christensen (2000).

pode-se observar que a equação de Hazen-Williams é válida apenas para escoamentos com alto Número de Reynolds (Re) e tubos consideravelmente rugosos. Desta forma, pode-se dizer que a equação de Hazen-Williams é mais adequada para tubos com grandes diâmetros.

Ao rever os dados usados por Hazen e Williams, Bombardelli e García verificaram que a maioria dos tubos usados na obtenção da equação apresentavam diâmetros abaixo de 1,78 metros (70 pol.) e análises realizadas por Diskin (1960) demonstram que a equação de Hazen-Williams é adequada apenas para C > 100, como se pode ver pela figura acima. Isso pode ter representado um grande problema para o projeto do caso de estudo, uma vez que o diâmetro do tubo era de 2,29 metros e 85 < C < 95.

O caso apresentado acima, relacionado à um sistema com tubos de grandes diâmetros, foi um exemplo de um mal uso da equação de Hazen-Williams fora da região que ela realmente é válida. O escoamento em operação se situava em um regime totalmente turbulento. Quando a demanda aumentou, a operação contínua gerou um aumento da rugosidade equivalente, portanto os pontos de operação ficaram longe do regime de transição. Portanto, qualquer uso futuro da equação de Hazen-Williams para a verificação da perda de carga no sistema não tem significado. Com base nisso, Bombardelli e García recomendam fortemente o uso da equação de Darcy-Weisbach, que inclui todos os regimes de escoamento.

 Ou seja recomenda-se o uso da fórmula de Hazen-Williams apenas quando o fluído em questão for a água(H2O) e quando forem utilizadas tubulações com grandes dimensões.

Alunos: Raphael S.Gomes
Henrique G. Mendes