Τι είναι η ανάλυση δικτύου σωλήνων;

Η ανάλυση δικτύου σωλήνων είναι ένας υπολογισμός των ροών ρευστού και των πτωμάτων πίεσης σε σύνθετα συστήματα σωληνώσεων.Η ανάλυση των συστημάτων σωληνώσεων είναι σημαντική για τις δημόσιες επιχειρήσεις κοινής ωφέλειας που παρέχουν νερό στους καταναλωτές, τον προγραμματισμό διανομής φυσικού αερίου ή οποιοδήποτε σύστημα σωληνώσεων, όπου είναι σημαντικές οι συνεχείς πιέσεις παράδοσης και τα ποσοστά ροής.Είναι απίθανο ο προμηθευτής να γνωρίζει συγκεκριμένες απαιτήσεις και ποσοστά ροής σε όλο το δίκτυο, οπότε η ανάλυση δικτύου σωλήνων παρέχει μια μέθοδο όπου επιλέγονται βρόχοι συστήματος και πραγματοποιούνται υπολογισμοί.

Οι υπολογισμοί που απαιτούνται για την ανάλυση του δικτύου σωλήνων διατίθενται σε εμπορικά πακέτα λογισμικού, αλλά οι θεμελιώδεις εξισώσεις μπορούν επίσης να υπολογιστούν με μη αυτόματο τρόπο.Η ανάλυση χρησιμοποιεί μια μέθοδο χαλάρωσης όπου επιλέγονται οι βρόχοι σωληνώσεων, εκτιμάται πτώσεις πίεσης και σημεία παράδοσης.Στη συνέχεια προσδιορίζεται η ποσότητα υλικού που διέρχεται από το σύστημα και εκτελείται μια σειρά υπολογισμών.

Σε αυτό το σημείο, πραγματοποιούνται διορθώσεις στις εκτιμήσεις και οι υπολογισμοί επαναλαμβάνονται όταν είναι απαραίτητο.Αυτό είναι γνωστό ως επαναληπτική μέθοδος.Η διαδικασία συνεχίζεται με μικρότερες και μικρότερες αλλαγές στις υποθέσεις, μέχρι να ικανοποιηθεί η διατήρηση της μάζας και της ενέργειας.Η διατήρηση της μάζας και της ενέργειας σημαίνει ότι οι πιέσεις εισόδου και οι ροές στο σημείο τροφοδοσίας ισούται με τις απώλειες πίεσης του συστήματος και απαιτούνται ποσοστά ροής και πιέσεις παράδοσης πελατών.

Η ανάλυση δικτύου σωλήνων χρησιμοποιεί την ίδια επαναληπτική μέθοδο ανεξάρτητα από το υγρό που παραδίδεται.Η σημασία και η πολυπλοκότητα αυτών των υπολογισμών αυξάνεται καθώς αυξάνεται το δίκτυο σωλήνων και οι πελάτες αναμένουν αδιάλειπτη παράδοση.Η δυναμική των υγρών και οι σταγόνες πίεσης μπορούν να μετρηθούν πειραματικά, αλλά οι εργαστηριακές μετρήσεις δεν μεταφράζονται πάντοτε καλά σε συστήματα πραγματικού κόσμου επικαλυπτόμενων βρόχων, πολλά σημεία παράδοσης και ένα συνεχώς μεταβαλλόμενο δίκτυο σωλήνων.

Οι υπεύθυνοι σχεδιασμού χρησιμότητας μπορούν να χρησιμοποιήσουν τα αποτελέσματα μιας ανάλυσης δικτύου σωλήνων για να τροποποιήσουν και να αναβαθμίσουν τα συστήματά τους.Οι νέες απαιτήσεις πελατών ενδέχεται να απαιτούν πρόσθετους σταθμούς αντλίας ή συμπιεστή για την παροχή επαρκών ροών.Οι αναπτυσσόμενες υποδιαιρέσεις ή οι γειτονιές ενδέχεται να απαιτούν επανεξέταση του δικτύου, επειδή η προσθήκη νέων βρόχων σωληνώσεων αλλάζει τις υποθέσεις υπολογισμού.

Οι σωληνώσεις νερού μπορούν να αναπτύξουν εσωτερική κλίμακα ή τραχύτητα, καθώς μεγαλώνουν.Αυτό μπορεί να απαιτεί πρόσθετη ενέργεια άντλησης για να ξεπεραστεί.Η ανάλυση του δικτύου σωλήνων πρέπει συνήθως να είναι μια δυναμική διαδικασία με συνεχώς μεταβαλλόμενες μεταβλητές, αντί για μία μόνο ανάλυση χωρίς αποζημίωση για αλλαγές με την πάροδο του χρόνου.

Μια υπολογιστική μέθοδος που χρησιμοποιείται παραδοσιακά για τον χειροκίνητο υπολογισμό μιας ανάλυσης δικτύου σωλήνων είναι η μέθοδος Hardy Cross.Αυτή η μέθοδος υποθέτει ότι όλα τα μεγέθη και τα μήκη των σωλήνων είναι σταθερές μεταβλητές.Η μέθοδος Hardy Cross γίνεται λιγότερο ακριβής καθώς το σύστημα σωληνώσεων γίνεται πιο περίπλοκο.Τα αποτελέσματα από έναν ανθεκτικό σταυροειδές υπολογισμό μπορεί να είναι λιγότερο ακριβή από τις εφαρμογές λογισμικού, αλλά τα αποτελέσματα μπορούν να χρησιμοποιηθούν ως υποθέσεις για πιο σύνθετους υπολογισμούς λογισμικού.