¿Qué es el análisis de la red de tuberías?
El análisis de la red de tuberías es un cálculo de los flujos de fluidos y las caídas de presión en los sistemas de tuberías complejas. El análisis de los sistemas de tuberías es importante para los servicios públicos que suministran agua a los consumidores, la planificación de la distribución de gas natural o cualquier sistema de tuberías donde las presiones de entrega y las tasas de flujo consistentes son importantes. Es poco probable que un proveedor conozca demandas y tasas de flujo específicas en toda la red, por lo que Pipe Network Analysis proporciona un método donde se eligen los bucles del sistema y se realizan cálculos.
Los cálculos necesarios para el análisis de la red de tuberías están disponibles en paquetes de software comerciales, pero las ecuaciones fundamentales también se pueden calcular manualmente. El análisis utiliza un método de relajación donde se eligen los bucles de tuberías, se estiman las caídas de presión y los puntos de entrega. Luego se determina la cantidad de material que pasa a través del sistema, y se realizan una serie de cálculos.
En este punto, las correcciones se realizan a las estimaciones y los cálculos son repetidosTed cuando sea necesario. Esto se conoce como un método iterativo. El proceso continúa con cambios cada vez más pequeños en los supuestos, hasta que se satisfaga la conservación de la masa y la energía. La conservación de la masa y la energía significa que las presiones y flujos de entrada en el punto de suministro equivalen a las pérdidas de presión del sistema y requerían tasas y presiones de flujo de entrega del cliente.
El análisis de red de tuberías utiliza el mismo método iterativo independientemente del fluido que se administre. La importancia y la complejidad de estos cálculos aumentan a medida que crece una red de tuberías, y los clientes esperan una entrega ininterrumpida. La dinámica de fluidos y las caídas de presión se pueden medir experimentalmente, pero las mediciones de laboratorio no siempre se traducen bien en sistemas del mundo real de bucles superpuestos, muchos puntos de entrega y una red de tuberías en constante cambio.
Los planificadores de servicios públicos pueden usar los resultados de un análisis de red de tuberías para modificar yactualizar sus sistemas. Las nuevas demandas de los clientes pueden requerir estaciones adicionales de bomba o compresor para proporcionar flujos adecuados. El crecimiento de las subdivisiones o vecindarios puede requerir un reanálisis de la red, porque la adición de nuevos bucles de tuberías cambia los supuestos de cálculo.
Las tuberías de agua pueden desarrollar escala interna o rugosidad, a medida que envejece. Esto puede requerir energía de bombeo adicional para superar. El análisis de la red de tuberías generalmente debe ser un proceso dinámico con variables constantemente cambiantes, en lugar de un solo análisis sin asignación para cambios con el tiempo.
Un método computacional utilizado tradicionalmente para calcular manualmente un análisis de red de tuberías es el método Hardy Cross. Este método supone que todos los tamaños y longitudes de la tubería son variables fijas. El método Hardy Cross se vuelve menos preciso a medida que el sistema de tuberías se vuelve más complejo. Los resultados de un cálculo cruzado resistente pueden ser menos precisos que las aplicaciones de software, pero los resultados pueden usarse como supuestosPara cálculos de software más complejos.