配管摩擦損失計算機 (水用)

ヘーゼン・ウィリアムスの式とは？水理計算の定番

水道管、スプリンクラー設備、消火配管などの設計において最も広く使われているのが「ヘーゼン・ウィリアムスの式（Hazen-Williams Equation）」です。この式は経験則に基づいた近似式で、常温（約15℃前後）の水に対して非常に良い精度を持ちます。

計算式

この式はSI単位系用に整理された典型的な形です。

• $h_f$：損失水頭（m）
• $Q$：流量（m³/s）
• $C$：流速係数（無次元、表面の滑らかさを表す）
• $D$：管の内径（m）
• $L$：配管長さ（m）

C値（流速係数）の目安

C値が大きいほど管内面が滑らかで、摩擦損失が少なくなります。

• 140〜150：塩化ビニル管（PVC）、架橋ポリエチレン管、新しいステンレス管
• 130：銅管、ライニング鋼管
• 100：通常の鋼管（SGP）、鋳鉄管
• 60〜80：錆が発生した古い鉄管

ダルシー・ワイスバッハの式との違い

汎用的なダルシー・ワイスバッハの式と比較すると、以下のメリット・デメリットがあります。

• メリット： 計算が簡単で、レイノルズ数が不要。粘性を考慮する必要がないため、手計算でも扱いやすい。
• デメリット： 水以外の流体には使えない。極端に高温・低温の水や、粘度の高い流体には適用できない。層流領域では精度が落ちる。

したがって、建築設備や上水道の設計ではヘーゼン・ウィリアムス式が標準的に用いられ、プラント配管や化学プロセスではダルシー・ワイスバッハ式が好まれます。