パイプを通る流体の流れは、流体内の粘性せん断応力とパイプ内壁に沿って発生する乱流によって抵抗されますが、これはパイプ材料の粗さに左右されます。
この抵抗はパイプ摩擦と呼ばれ、通常、流体の揚程（フィートまたはメートル）で測定されるため、パイプ摩擦による揚程損失とも呼ばれる。
パイプのヘッドロス
パイプのヘッドロスを計算するさまざまな数式を確立するために、長年にわたって多くの研究が行われてきました。 この研究のほとんどは、実験データに基づいて開発された。
配管の全体的なヘッドロスは、流体の粘性、配管内径の大きさ、配管内面の粗さ、配管両端の高さの変化、流体が通る配管の長さなどの多くの要因に影響される。
配管のバルブや継手も発生する全体のヘッドロスに寄与するが、これらは配管の壁面摩擦損失とは別に、配管継手の損失をk係数でモデル化する方法を用いて計算する必要がある。
ダーシー・ワイスバッハ式
ダーシー式（Darcy-Weisbach equation）は、現在最も正確な配管摩擦損失式として認められており、他の摩擦損失式に比べて計算や利用が難しいが、コンピューターの導入により、今では水力技術者の標準式になった。
ワイスバッハは、配管の摩擦損失を計算するために、現在、ダルシー・ワイスバッハ方程式またはダルシー・ワイスバッハ式として知られている関係を最初に提案した。
Darcy-Weisbachの式:
hf = f (L/D) x (v^2/2g)
where:
hf = head loss (m)
f = friction factor
L = length of pipe work (m)
d = inner diameter of pipe work (m)
v = velocity of fluid (m/s)
g = acceleration due to gravity (m/s²)
または、。
hf = ヘッドロス (ft)
f = 摩擦係数
L = パイプの長さ (ft)
d = パイプの内径 (ft)
v = 流速 (ft/s)
g = 重力加速度 (ft/s²)
しかし摩擦係数の設定はまだ未解決であった。 コールブルック・ホワイトの式とムーディー・チャートで示されたデータのような解決策を開発するためには、さらなる研究が必要な問題であった。
The Moody Chart
Moody Chartはついに正確な摩擦係数を求める方法を提供し、これがDarcy-Weisbach方程式の使用を促し、すぐに水力技術者の選択する方法となった。
1980年代以降に人事コンピュータが導入され、摩擦係数や管路損失計算の時間が短縮された。
Hazen-Williams Formula
パソコンが登場する以前は、Hazen-Williams Formulaが比較的簡単な計算特性から配管技術者に非常に人気があった。
しかし、Hazen-Williamsの結果は、式で使用される摩擦係数C hwの値に依存し、C値は、配管材料、配管サイズ、流速によって、約80から130以上と大きく変動する。
また、Hazen-Williams の式は、流体が水のときだけ良い結果を出し、そうでないときは大きな不正確さを生じます。
Hazen-Williams の式の帝国式は、
hf = 0.002083 x L x (100/C)^1.85 x (gpm^1.85 / d^4.8655）
ここで:
hf = ヘッドロス（水のフィート）
L = パイプの長さ（フィート）
C = 摩擦係数
gpm = ガロン/分（帝国ガロンではなく米国ガロン）
d = パイプ内径（インチ）
摩擦係数C hwの経験則から、HazenWilliams式はヘッドロスを正確に予測するには適していないことがわかります。 摩擦損失の結果は、動粘度が1.13センチストークスで、流速が10フィート/秒未満で、パイプ径が2インチ以上の大きさの流体にのみ有効である。
注意事項 60°F（15.5°C）の水の動粘度は1.13センチストークスである。
設計に使用されるC hwの一般的な摩擦係数の値は次のとおりです。
アスベストセメント 140
黄銅管 130
鋳鉄管鉄管 100
コンクリート管 110
銅管 130
波付鋼管 60
亜鉛メッキ管 120
ガラス管 130
鉛管 130
樹脂管 140
塩ビ管 150
一般平鋼管 140
鋼管120
鋼製リベット管100
タールコーティング鋳鉄管100
錫管130
木製ステーブル110
これらのC hw値は、管内面の粗さの変化をある程度許容する値です。 長期間の使用による管壁の孔食や他の堆積物の蓄積によるもの。