Równanie Hazena-Williamsa to wzór do obliczania, jak bardzo ciśnienie otoczenia spada w płynie przepływającym przez rurę z powodu tarcia o wewnętrzną powierzchnię rury, wewnętrzną średnicę rury i prędkość przepływu płynu . Ta redukcja natężenia przepływu była powszechnie stosowana przez inżynierów w przeszłości, gdy przepływ płynu był turbulentny, ponieważ dawało dobre przybliżenie utraty prędkości. Formuła jest stosunkowo prosta, ale ma kilka czynników ograniczających jej efektywne wykorzystanie, a pojawienie się komputerów osobistych sprawiło, że jest w dużej mierze przestarzała.
Wszystkie systemy rur wodociągowych do przesyłania płynu mają tak zwaną stratę ciśnienia, która jest sumą podniesienia, prędkości i utraty ciśnienia płynu podczas ruchu z powodu tarcia w płynie, ponieważ oddziałuje on ze ścianą rury i innymi przeszkody w rurach oraz jako efekt uboczny turbulencji powodowanych przez te interakcje. Strata ciśnienia jest również oparta na obecnym współczynniku tarcia, który jest obliczany na podstawie rodzaju użytego materiału rury i prędkości przepływu płynu. Współczynniki tarcia mogą wynosić od 80 do 130 lub więcej, a ta zmienność sprawia, że równanie Hazena-Williamsa jest jedynie przybliżonym obliczeniem spadku ciśnienia.
Inżynierowie akceptują typowe czynniki ograniczające przy obliczaniu natężenia przepływu objętościowego za pomocą równania Hazena-Williamsa. Czynniki te obejmują ograniczenie, że płyn musi mieć lepkość co najmniej 1.13 centystoksa, czyli taką, jaką wykazuje woda w temperaturze pokojowej 60° Fahrenheita (15.5° Celsjusza). Rura musi mieć również średnicę większą niż 2 cale (5.08 centymetra), a prędkość przepływu nie może przekraczać 10 stóp na sekundę (3.05 metra na sekundę).
W równaniu Hazena-Williamsa zwykle stosuje się dwa wzory, jeden oparty na danych empirycznych lub eksperymentalnych i jednostkach imperialnych, a drugi oparty na standardowych jednostkach międzynarodowych. Wzór imperialny jest zapisany jako hf = 0.002083 L (100/C)1.85 x (gpm1.85/d4.8655), gdzie „hf” oznacza stratę głowy określaną w stopach, „L” oznacza długość mierzonej rury przez stóp, a „C” jest współczynnikiem tarcia dla rodzaju materiału rury. „Gpm” oznacza galony na minutę obliczone jako mierzone w USA galony przepływu przez rurę, a „d” oznacza wewnętrzną początkową średnicę rury przed nagromadzeniem się lub korozja na ściance rury. Tutaj wartość 100 we wzorze reprezentuje bezwymiarowy czynnik Hazena-Williamsa.
Standardowa formuła w jednostkach międzynarodowych to po prostu inny sposób obliczania utraty głowy, znanej również jako spadek ciśnienia tarcia, w jednostkach metrycznych. Jest to określone jako ΔP = 1.1101 x 1010 (Q/C)1.85 1/D4.87 gdzie „ΔP” to spadek ciśnienia w kilopaskalach na metr, „Q” to natężenie przepływu płynu w metrach sześciennych na godzinę, „D ” to wewnętrzna średnica rury, a „C” to bezwymiarowy współczynnik Hazena-Williamsa. Chociaż stosowanie standardu 100 dla współczynnika Hazena-Williamsa jest rutyną, jeśli rura ma 10 do 15 lat, często zamiast niej można zastąpić wartość 75 ze względu na osady mineralne i korozję w rurze, które zwiększają poziom tarcia i turbulencje .
Zastosowanie równania Hazena-Williamsa przy braku dokładniejszych obliczeń komputerowych jest nadal możliwe dla wielu typów systemów natężenia przepływu cieczy. Może być stosowany do przeciwpożarowych instalacji tryskaczowych do systemów nawadniających lub sieci wodociągowych dla budynków lub gmin. Dzieje się tak dlatego, że obecnie istnieje kilka ustalonych współczynników tarcia dla typów materiałów rur, które są wprowadzane do formuły, takich jak rura mosiężna i miedziana przy 130, rura z polichlorku winylu (PCW) przy 150, rura stalowa przy 120 i więcej. Każda wartość ma również pewną swobodę, ponieważ jest przybliżeniem opartym na obecności odkształceń na wewnętrznej powierzchni rury, które narastają wraz z wiekiem rury. Tam, gdzie potrzebne są dokładniejsze wartości dla utraty ciśnienia lub przepływu płynu dla substancji innej niż woda, stosuje się równanie Darcy-Weisbacha, które wykorzystuje współczynnik tarcia dokładniej obliczony z wykresu Moody’ego zawierającego liczby Reynoldsa.