Wat is buisnetwerkanalyse?
Leidingnetwerkanalyse is een berekening van vloeistofstromen en drukdalingen in complexe leidingsystemen. Analyse van leidingsystemen is belangrijk voor openbare nutsbedrijven die water leveren aan consumenten, aardgasdistributieplanning of elk leidingsysteem waar consistente afleveringsdrukken en debieten belangrijk zijn. Het is onwaarschijnlijk dat een leverancier specifieke eisen en stroomsnelheden in het netwerk kent, dus analyse van het leidingnetwerk biedt een methode waarbij systeemlussen worden gekozen en berekeningen worden uitgevoerd.
De benodigde berekeningen voor de analyse van het leidingnetwerk zijn beschikbaar in commerciële softwarepakketten, maar de fundamentele vergelijkingen kunnen ook handmatig worden berekend. De analyse maakt gebruik van een relaxatiemethode waarbij leidinglussen worden gekozen, drukverliezen en afleverpunten worden geschat. De hoeveelheid materiaal die door het systeem passeert, wordt vervolgens bepaald en een reeks berekeningen worden uitgevoerd.
Op dit punt worden correcties aangebracht in de schattingen en worden berekeningen herhaald indien nodig. Dit staat bekend als een iteratieve methode. Het proces gaat door met kleinere en kleinere veranderingen in de veronderstellingen, totdat behoud van massa en energie is voldaan. Behoud van massa en energie betekent dat de inlaatdrukken en -stromen bij het toevoerpunt gelijk zijn aan de systeemdrukverliezen en de vereiste debieten en drukken van de klantaflevering.
Leidingnetwerkanalyse maakt gebruik van dezelfde iteratieve methode, ongeacht de vloeistof die wordt afgegeven. Het belang en de complexiteit van deze berekeningen neemt toe naarmate een leidingnetwerk groeit en klanten ononderbroken levering verwachten. Vloeistofdynamica en drukval kunnen experimenteel worden gemeten, maar laboratoriummetingen vertalen zich niet altijd goed in real-world systemen van overlappende lussen, veel afleverpunten en een constant veranderend leidingnetwerk.
Hulpprogramma-planners kunnen de resultaten van een pijpleidinganalyse gebruiken om hun systemen aan te passen en te upgraden. Nieuwe eisen van klanten kunnen aanvullende pomp- of compressorstations vereisen om voldoende debieten te leveren. Groeiende onderverdelingen of buurten kunnen een heranalyse van het netwerk vereisen, omdat de toevoeging van nieuwe leidinglussen de berekeningsaannames verandert.
Waterleidingen kunnen inwendige schaal of ruwheid ontwikkelen naarmate het ouder wordt. Dit vereist mogelijk extra pompenergie om te overwinnen. Buisnetwerkanalyse moet doorgaans een dynamisch proces zijn met voortdurend veranderende variabelen, in plaats van een enkele analyse zonder rekening te houden met veranderingen in de tijd.
Een berekeningsmethode die traditioneel wordt gebruikt voor het handmatig berekenen van een pijpleidinganalyse is de Hardy Cross-methode. Bij deze methode wordt ervan uitgegaan dat alle buismaten en -lengtes vaste variabelen zijn. De Hardy Cross-methode wordt minder nauwkeurig naarmate het leidingsysteem complexer wordt. Resultaten van een Hardy Cross-berekening zijn mogelijk minder nauwkeurig dan softwareapplicaties, maar de resultaten kunnen worden gebruikt als aannames voor complexere softwareberekeningen.