Hvad er rørnetværksanalyse?
Rørnetværksanalyse er en beregning af væskestrømme og trykfald i komplekse rørsystemer. Analyse af rørsystemer er vigtig for offentlige forsyningsvirksomheder, der leverer vand til forbrugerne, planlægning af naturgasdistribution eller ethvert rørsystem, hvor ensartede leveringstryk og strømningshastigheder er vigtige. Det er usandsynligt, at en leverandør kender specifikke krav og strømningshastigheder overalt i netværket, så rørnetværksanalyse giver en metode, hvor systemsløjfer vælges og beregninger udføres.
Beregninger, der er nødvendige til analyse af rørnetværk, er tilgængelige i kommercielle softwarepakker, men de grundlæggende ligninger kan også beregnes manuelt. Analysen anvender en afslapningsmetode, hvor rørledninger vælges, trykfald og leveringssteder estimeres. Mængden af materiale, der passerer gennem systemet, bestemmes derefter, og en række beregninger udføres.
På dette tidspunkt foretages korrektioner i estimaterne, og beregninger gentages, når det er nødvendigt. Dette er kendt som en iterativ metode. Processen fortsætter med mindre og mindre ændringer i antagelserne, indtil bevarelse af masse og energi er opfyldt. Bevaring af masse og energi betyder indgangstrykket og -strømmene ved forsyningspunktet lig med systemets tryktab og krævede kundeleveringsstrømningshastigheder og -tryk.
Rørnetværksanalyse bruger den samme iterative metode uanset hvilken væske der leveres. Vigtigheden og kompleksiteten af disse beregninger øges, når et rørnetværk vokser, og kunderne forventer uafbrudt levering. Væskedynamik og trykfald kan måles eksperimentelt, men laboratoriemålinger oversætter ikke altid godt til virkelige systemer med overlappende sløjfer, mange leveringssteder og et konstant skiftende rørnetværk.
Hjælpeplanlæggere kan bruge resultaterne af en rørnetværksanalyse til at ændre og opgradere deres systemer. Nye kundekrav kan kræve yderligere pumpe- eller kompressorstationer for at levere tilstrækkelige strømninger. Voksende underafdelinger eller kvarterer kan kræve en ny analyse af netværket, fordi tilføjelsen af nye rørledninger ændrer beregningsantagelserne.
Vandledninger kan udvikle intern skala eller ruhed, når det ældes. Dette kan kræve ekstra pumpeenergi for at overvinde. Rørnetværksanalyse skal typisk være en dynamisk proces med konstant skiftende variabler snarere end en enkelt analyse uden mulighed for ændringer over tid.
En beregningsmetode, der traditionelt bruges til manuelt beregning af en rørnetværksanalyse, er Hardy Cross-metoden. Denne metode antager, at alle rørstørrelser og -længder er faste variabler. Hardy Cross-metoden bliver mindre nøjagtig, når rørsystemet bliver mere kompliceret. Resultater fra en Hardy Cross-beregning er muligvis mindre nøjagtige end softwareapplikationer, men resultaterne kan bruges som antagelser til mere komplekse softwareberegninger.