Qu'est-ce que l'analyse du réseau de tuyaux?
L'analyse du réseau de canalisations est un calcul des débits de fluide et des pertes de charge dans les systèmes de canalisations complexes. L'analyse des systèmes de tuyauterie est importante pour les services publics fournissant de l'eau aux consommateurs, planifiant la distribution de gaz naturel ou tout système de tuyauterie où des pressions et des débits de distribution constants sont importants. Il est peu probable qu'un fournisseur connaisse les demandes et les débits spécifiques sur l'ensemble du réseau. L'analyse de réseau de canalisations fournit donc une méthode permettant de choisir les boucles du système et d'effectuer les calculs.
Les calculs nécessaires à l'analyse des réseaux de canalisations sont disponibles dans des progiciels commerciaux, mais les équations fondamentales peuvent également être calculées manuellement. L'analyse utilise une méthode de relaxation qui consiste à choisir les boucles de tuyauterie, à estimer les pertes de charge et les points de distribution. La quantité de matière traversant le système est ensuite déterminée et une série de calculs est effectuée.
À ce stade, des corrections sont apportées aux estimations et les calculs sont répétés si nécessaire. Ceci est connu comme une méthode itérative. Le processus se poursuit avec des modifications de plus en plus petites des hypothèses, jusqu'à ce que la conservation de la masse et de l'énergie soit satisfaite. La conservation de la masse et de l'énergie signifie que les pressions d'entrée et les débits au point d'alimentation sont égaux aux pertes de pression du système et aux débits et pressions de livraison requis par le client.
L'analyse du réseau de canalisations utilise la même méthode itérative, quel que soit le fluide livré. L'importance et la complexité de ces calculs augmentent avec la croissance d'un réseau de canalisations et les clients s'attendent à une livraison ininterrompue. La dynamique des fluides et les pertes de charge peuvent être mesurées expérimentalement, mais les mesures en laboratoire ne correspondent pas toujours aux systèmes réels de boucles chevauchantes, de nombreux points de distribution et d'un réseau de canalisations en constante évolution.
Les planificateurs d’utilitaires peuvent utiliser les résultats d’une analyse de réseau de canalisations pour modifier et mettre à niveau leurs systèmes. Les nouvelles demandes des clients peuvent nécessiter des stations de pompage ou de compression supplémentaires pour fournir des débits suffisants. Les subdivisions ou les quartiers en croissance peuvent nécessiter une nouvelle analyse du réseau, car l'ajout de nouvelles boucles de tuyauterie modifie les hypothèses de calcul.
La tuyauterie d'eau peut développer une graduation interne ou une rugosité à mesure qu'elle vieillit. Cela peut nécessiter une énergie de pompage supplémentaire à surmonter. L'analyse du réseau de canalisations doit généralement être un processus dynamique avec des variables en constante évolution, plutôt qu'une analyse unique sans possibilité d'évolution dans le temps.
Une méthode de calcul utilisée traditionnellement pour calculer manuellement une analyse de réseau de conduites est la méthode de Hardy Cross. Cette méthode suppose que toutes les tailles et longueurs de tuyaux sont des variables fixes. La méthode Hardy Cross devient moins précise à mesure que le système de tuyauterie devient plus complexe. Les résultats d'un calcul Hardy Cross peuvent être moins précis que les applications logicielles, mais les résultats peuvent être utilisés comme hypothèses pour des calculs logiciels plus complexes.