Hva er Pipe Network Analyse?
Pipe nettverksanalyse er en beregning av væskestrømmer og trykkfall i komplekse rørsystemer. Analyse av rørsystemer er viktig for offentlige verktøy som leverer vann til forbrukere, planlegging av naturgassdistribusjon eller ethvert rørsystem der det er viktig med jevn leveringstrykk og strømningshastigheter. Det er lite sannsynlig at en leverandør kjenner spesifikke krav og strømningshastigheter i hele nettverket, så rørnettverksanalyse gir en metode der systemsløyfer velges og beregninger utføres.
Beregninger som er nødvendige for analyse av rørnettverk er tilgjengelige i kommersielle programvarepakker, men de grunnleggende ligningene kan også beregnes manuelt. Analysen bruker en avslappingsmetode der rørledninger velges, trykkfall og leveringspunkter estimeres. Mengden materiale som passerer gjennom systemet blir deretter bestemt, og en serie beregninger blir utført.
På dette tidspunktet blir det gjort korrigeringer i estimatene, og beregningene blir gjentatt når det er nødvendig. Dette er kjent som en iterativ metode. Prosessen fortsetter med mindre og mindre endringer i forutsetningene, inntil bevaring av masse og energi er tilfredsstilt. Konservering av masse og energi betyr innløpstrykk og strømmer på tilførselspunktet lik systemets tapstap og nødvendige kundeleveringsstrømmer og trykk.
Pipe nettverksanalyse bruker den samme iterative metoden uavhengig av væske som leveres. Viktigheten og kompleksiteten av disse beregningene øker når et rørnett vokser, og kundene forventer uavbrutt levering. Væskedynamikk og trykkfall kan måles eksperimentelt, men laboratoriemålinger oversetter ikke alltid godt til virkelige systemer med overlappende løkker, mange leveringspunkter og et konstant skiftende rørnett.
Hjelpeplanleggere kan bruke resultatene fra en rørnettverksanalyse til å modifisere og oppgradere systemene sine. Nye kundekrav kan kreve ekstra pumpe- eller kompressorstasjoner for å levere tilstrekkelige strømmer. Voksende underavdelinger eller nabolag kan kreve en ny analyse av nettverket, fordi tillegg av nye rørledninger endrer beregningsforutsetningene.
Vannledninger kan utvikle indre skala, eller ruhet når den eldes. Dette kan kreve ekstra pumpenergi for å overvinne. Rørnettverksanalyse må vanligvis være en dynamisk prosess med kontinuerlig endrede variabler, i stedet for en enkelt analyse uten tillatelse for endringer over tid.
En beregningsmetode som tradisjonelt brukes for manuell beregning av en rørnettverksanalyse, er Hardy Cross-metoden. Denne metoden forutsetter at alle rørstørrelser og lengder er faste variabler. Hardy Cross-metoden blir mindre nøyaktig ettersom rørsystemet blir mer komplekst. Resultatene fra en Hardy Cross-beregning kan være mindre nøyaktige enn programvare, men resultatene kan brukes som forutsetninger for mer komplekse programvareberegninger.