determinação do coeficiente de rugosidade de Hazen Willians no tubo liso

1 – Introdução.

Para um bom entendimento acerca do coeficiente de rugosidade, é necessário um conhecimento prévio a respeito de perda de carga.
Segundo o Prof. Valter Rubens, em seu artigo Perda de carga e comprimento equivalente (2011), sempre que um fluido se desloca no interior de uma tubulação ocorre atrito deste fluido com as paredes internas desta tubulação. Além disso, ocorre também uma turbulência do fluido com ele mesmo. Este fenômeno faz com que a pressão que existe no interior da tubulação vá diminuindo gradativamente à medida com que o fluido se desloque, esta diminuição da pressão é conhecida como perda de carga.
De acordo com Jorcy Aguiar, com o passar dos anos, as redes e adutoras têm sua condição de escoamento diminuída devido a incrustações, principalmente as linhas de ferro fundido, amianto ou aço. O grau de resistência ao escoamento é determinado pelo coeficiente “C” de Hazen-Willians. Quanto menor esse coeficiente, maior a perda de carga imposta ao escoamento e, consequentemente, mais energia é necessária para superar essa resistência. Isso se reflete em vazões abaixo das esperadas, pressões reduzidas nos pontos mais distantes e pressões elevadas nos pontos mais próximos, consumo elevado de energia nos recalques e variações muito grandes de pressão ao longo do dia. (DETERMINAÇÃO DO COEFICIENTE “C” DE HAZEN-WILLIANS, 2011).
Ainda de acordo com o mesmo autor supracitado, a fórmula de Hazen-Willians foi desenvolvida pelo Engenheiro Civil e sanitarista Allen Hazen e pelo professor de Hidráulica Garden Willians, entre 1902 e 1905. Essa fórmula é, sem dúvidas, a fórmula prática mais empregada pelos calculistas para condutos sob pressão, desde 1920. Com resultados bastante razoáveis para diâmetros de 50 a 3000 mm, com velocidades de escoamento inferiores a 3 m/s, é equacionada da seguinte forma:

J=10,643.C-1,852 .D-4,87.Q1,852
Onde,
Q = vazão
D = diâmetro interno do tubo
J = perda de carga unitária
C = coeficiente

Uma observação