O que é análise de rede de tubos?
A análise da rede de tubos é um cálculo dos fluxos de fluido e quedas de pressão em sistemas de tubulação complexos. A análise dos sistemas de tubulação é importante para os serviços públicos que fornecem água aos consumidores, planejamento de distribuição de gás natural ou qualquer sistema de tubulação onde pressões consistentes de entrega e taxas de fluxo sejam importantes. É improvável que um fornecedor conheça demandas e taxas de fluxo específicas em toda a rede, portanto, a análise da rede de tubos fornece um método em que os loops do sistema são escolhidos e os cálculos são realizados.
Os cálculos necessários para a análise da rede de tubos estão disponíveis em pacotes de software comercial, mas as equações fundamentais também podem ser calculadas manualmente. A análise usa um método de relaxamento em que os loops de tubulação são escolhidos, as quedas de pressão e os pontos de entrega são estimados. A quantidade de material que passa pelo sistema é então determinada e uma série de cálculos é realizada.
Neste ponto, são feitas correções para as estimativas e os cálculos são repetidosted quando necessário. Isso é conhecido como um método iterativo. O processo continua com mudanças cada vez menores nas suposições, até que a conservação de massa e energia seja satisfeita. A conservação de massa e energia significa que as pressões e fluxos de entrada no ponto de oferta são iguais às perdas de pressão do sistema e exigiam taxas e pressões de fluxo de entrega do cliente.
A análise da rede de tubos usa o mesmo método iterativo, independentemente do fluido ser entregue. A importância e a complexidade desses cálculos aumentam à medida que uma rede de tubos cresce e os clientes esperam entrega ininterrupta. A dinâmica de fluidos e as quedas de pressão podem ser medidas experimentalmente, mas as medições de laboratório nem sempre se traduzem bem em sistemas do mundo real de loops sobrepostos, muitos pontos de entrega e uma rede de tubos em constante mudança.planejadores de serviços públicos podem usar os resultados de uma análise de rede de tubos para modificar eatualizar seus sistemas. Novas demandas de clientes podem exigir estações adicionais de bomba ou compressor para fornecer fluxos adequados. Subdivisões ou bairros crescentes podem exigir uma re-análise da rede, porque a adição de novos loops de tubulação altera as premissas de cálculo.
A tubulação de água pode desenvolver escala interna, ou rugosidade, à medida que envelhece. Isso pode exigir energia de bombeamento adicional para superar. A análise da rede de tubos normalmente precisa ser um processo dinâmico com variáveis em constante mudança, em vez de uma única análise sem subsídio para alterações ao longo do tempo.
Um método computacional tradicionalmente usado para calcular manualmente uma análise de rede de tubos é o método cruzado resistente. Este método pressupõe que todos os tamanhos e comprimentos do tubo sejam variáveis fixas. O método cruzado resistente se torna menos preciso à medida que o sistema de tubulação se torna mais complexo. Os resultados de um cálculo cruzado resistente podem ser menos precisos que os aplicativos de software, mas os resultados podem ser usados como suposiçõesPara cálculos de software mais complexos.