Co to jest analiza sieci rurociągów?

Analiza sieci rurociągów jest obliczeniem przepływów płynu i spadków ciśnienia w złożonych systemach rurociągów. Analiza systemów rurociągów jest ważna dla zakładów użyteczności publicznej dostarczających wodę do odbiorców, planowania dystrybucji gazu ziemnego lub każdego systemu rurociągów, w którym ważne są stałe ciśnienia dostawy i prędkości przepływu. Jest mało prawdopodobne, aby dostawca znał określone wymagania i prędkości przepływu w całej sieci, dlatego analiza sieci rurociągów zapewnia metodę wyboru pętli systemowych i wykonywania obliczeń.

Obliczenia potrzebne do analizy sieci rurociągów są dostępne w komercyjnych pakietach oprogramowania, ale podstawowe równania można również obliczyć ręcznie. W analizie zastosowano metodę relaksacji, w której wybiera się pętle rurowe, szacuje się spadki ciśnienia i punkty dostawy. Następnie określa się ilość materiału przechodzącego przez system i wykonuje się serię obliczeń.

W tym momencie dokonywane są korekty szacunków, a obliczenia są powtarzane w razie potrzeby. Jest to znane jako metoda iteracyjna. Proces ten jest kontynuowany przy coraz mniejszych zmianach założeń, aż do momentu, gdy zachowane zostanie zachowanie masy i energii. Zachowanie masy i energii oznacza, że ​​ciśnienia wlotowe i przepływy w punkcie zasilania są równe stratom ciśnienia w układzie oraz wymaganym prędkościom i ciśnieniom dostawy klienta.

Analiza sieci rurociągów wykorzystuje tę samą metodę iteracyjną niezależnie od dostarczanego płynu. Znaczenie i złożoność tych obliczeń rośnie wraz ze wzrostem sieci rurociągów, a klienci oczekują nieprzerwanej dostawy. Dynamikę płynów i spadki ciśnienia można mierzyć eksperymentalnie, ale pomiary laboratoryjne nie zawsze dobrze przekładają się na rzeczywiste systemy nakładających się pętli, wiele punktów dostawy i stale zmieniającą się sieć rur.

Planiści narzędzi mogą wykorzystać wyniki analizy sieci rurociągów do modyfikacji i aktualizacji swoich systemów. Nowe wymagania klientów mogą wymagać dodatkowych stacji pomp lub sprężarek w celu zapewnienia odpowiednich przepływów. Rosnące podziały lub dzielnice mogą wymagać ponownej analizy sieci, ponieważ dodanie nowych pętli rurociągów zmienia założenia obliczeniowe.

Rurociągi wodne mogą rozwijać się w miarę starzenia się wewnętrznej skali lub szorstkości. Może to wymagać dodatkowej energii pompowania, aby pokonać. Analiza sieci rurociągów zazwyczaj musi być procesem dynamicznym z ciągle zmieniającymi się zmiennymi, a nie pojedynczą analizą bez uwzględnienia zmian w czasie.

Metodą obliczeniową tradycyjnie używaną do ręcznego obliczania analizy sieci rurociągów jest metoda Hardy Cross. Ta metoda zakłada, że ​​wszystkie rozmiary i długości rur są stałymi zmiennymi. Metoda Hardy Cross staje się mniej dokładna, gdy system rur staje się bardziej złożony. Wyniki obliczeń Hardy Cross mogą być mniej dokładne niż aplikacje, ale wyniki można wykorzystać jako założenia do bardziej złożonych obliczeń oprogramowania.