CAPÍTULO III

REVISÃO DE HIDRÁULICA (5/5)

III.4.3. Expressões Empíricas

III.4.3.1. Origem

De um modo geral as fórmulas empíricas têm sua origem a partir de experiências, sob certas condições e limitadas por condições específicas. O pesquisador analisa os resultados encontrados e conclui por uma expressão que relaciona os valores medidos. Por não terem origem em fundamentos analíticos, seus resultados são limitados e só devem ser utilizadas em condições que se assimilem as de sua origem. Para cálculo de sistemas de abastecimento de água em escoamento são freqüentemente empregadas as expressões de Hazen-Williams (1902) para escoamentos sob pressão e de Chézy (1775) para escoamentos livres.

III.4.3.2. Fórmula de Hazen-Williams (1902)

Desenvolvida pelo Engenheiro Civil e Sanitarista Allen Hazen e pelo Professor de Hidráulica Garden Williams, entre 1902 e 1905, é, sem dúvida, a fórmula prática mais empregada pelos calculistas para condutos sob pressão, desde 1920. Com resultados bastante razoáveis para diâmetros de 50 a 3000mm, com velocidades de escoamento inferiores a 3,0 m/s, é equacionada da seguinte forma

J = 10,643.C- 1,85. D- 4,87. Q1,85 ,                                                        Eq. III.11

onde C é o coeficiente de rugosidade que depende do material e da conservação deste, conforme exemplos no Tabela III.3.
Esta expressão tem como grande limitação teórica o fato de não considerar a influência da rugosidade relativa no escoamento, podendo gerar resultados inferiores à realidade durante o funcionamento, na perda calculada para pequenos diâmetros e valores muito altos para maiores, caso não haja uma correção no coeficiente C usualmente tabelado.

TABELA III.3 - Valores do coeficiente C  de Hazen-Williams

Tipo de tubo

 

Idade Diâmetro (mm) C
  Novo 100
100 - 200
225 - 400
450 - 600
118
120
125
130
- Ferro fundido pichado 10 anos 100
100 - 200
225 - 400
450 - 600
107
110
113
115
- Aço sem revestimento, 

soldado

20 anos 100
100 - 200
225 - 400
450 - 600
89
93
96
100
  30 anos 100
100 - 200
225 - 400
450 - 600
65
74
80
85

 

- Aço sem revestimento,


Novo 

100
100 - 200
225 - 400
450 - 600

107
110
113
115
rebitado usado 100
100 - 200
225 - 400
450 - 600
89
93
96
100

- Ferro fundido
       cimentado
- Cimento amianto
- Concreto

Novo 

100
100 - 200
225 - 400
450 - 600

120
130
136
140

- Aço revestido
- Concreto

ou 

 


500 - 1000
1000

135
140

- Plástico (PVC)

usado

50
60 - 100
125 - 350

125
135
140

- Manilha cerâmica 

Nova
ou
usada 

100
100 - 200
225 - 400

107
110
113