Co je Pipe Network Analysis?

Analýza potrubních sítí je výpočet toků tekutin a poklesů tlaku ve složitých potrubních systémech. Analýza potrubních systémů je důležitá pro veřejné služby dodávající vodu spotřebitelům, plánování distribuce zemního plynu nebo jakýkoli systém potrubí, kde jsou důležité konzistentní tlaky a průtoky. Je nepravděpodobné, že dodavatel zná specifické požadavky a průtoky v celé síti, takže analýza potrubní sítě poskytuje metodu, kde jsou vybírány systémové smyčky a jsou prováděny výpočty.

Výpočty potřebné pro analýzu potrubní sítě jsou k dispozici v komerčních softwarových balíčcích, ale základní rovnice lze také vypočítat ručně. Analýza používá relaxační metodu, kde jsou vybrány potrubní smyčky, jsou odhadovány tlakové ztráty a dodací místa. Potom se stanoví množství materiálu procházejícího systémem a provede se řada výpočtů.

V tomto okamžiku se provedou opravy odhadů a výpočty se v případě potřeby opakují. Toto je známé jako iterativní metoda. Proces pokračuje s menšími a menšími změnami v předpokladech, dokud není uspokojena ochrana hmoty a energie. Úspora hmoty a energie znamená, že vstupní tlaky a proudy v místě dodávky se rovnají tlakovým ztrátám v systému a požadovaným průtokům a tlakům při dodávání zákazníkům.

Analýza potrubních sítí používá stejnou iterační metodu bez ohledu na dodávanou tekutinu. Důležitost a složitost těchto výpočtů se zvyšuje s růstem potrubní sítě a zákazníci očekávají nepřetržité doručení. Dynamiku tekutin a tlakové ztráty lze měřit experimentálně, ale laboratorní měření se ne vždy dobře promítají do systémů překrývajících se smyček, mnoha dodacích bodů a neustále se měnící potrubní sítě.

Nástrojoví plánovači mohou použít výsledky analýzy potrubní sítě k úpravě a upgradu svých systémů. Nové požadavky zákazníků mohou vyžadovat dodatečné čerpací nebo kompresorové stanice k zajištění odpovídajících toků. Rostoucí subdivize nebo sousedství mohou vyžadovat opětovnou analýzu sítě, protože přidání nových potrubních smyček změní předpoklady výpočtu.

Potrubí vody může v průběhu stárnutí vytvářet vnitřní měřítko nebo drsnost. To může vyžadovat další čerpací energii k překonání. Analýza potrubních sítí obvykle musí být dynamickým procesem s neustále se měnícími proměnnými, spíše než jedinou analýzou bez zohlednění změn v průběhu času.

Výpočetní metoda tradičně používaná pro ruční výpočet analýzy potrubní sítě je metoda Hardy Cross. Tato metoda předpokládá, že všechny velikosti a délky potrubí jsou pevné proměnné. Metoda Hardy Cross se stává méně přesnou, protože potrubní systém je stále složitější. Výsledky výpočtu Hardy Cross mohou být méně přesné než softwarové aplikace, ale výsledky lze použít jako předpoklady pro složitější výpočty softwaru.