Cos'è l'analisi della rete di tubi?

L'analisi della rete dei tubi è un calcolo dei flussi di fluidi e delle cadute di pressione in sistemi di tubazioni complesse.L'analisi dei sistemi di tubazioni è importante per i servizi pubblici che forniscono acqua ai consumatori, pianificazione della distribuzione del gas naturale o qualsiasi sistema di tubazioni in cui sono importanti pressioni di consegna e portate coerenti.È improbabile che un fornitore conosca richieste specifiche e portate in tutta la rete, quindi l'analisi della rete di tubi fornisce un metodo in cui vengono scelti i loop di sistema e vengono eseguiti i calcoli.

I calcoli necessari per l'analisi della rete di tubi sono disponibili nei pacchetti software commerciali, ma le equazioni fondamentali possono anche essere calcolate manualmente.L'analisi utilizza un metodo di rilassamento in cui vengono scelti i loop di tubazioni, vengono stimate le cadute di pressione e i punti di consegna.Viene quindi determinata la quantità di materiale che passa attraverso il sistema e viene eseguita una serie di calcoli.

A questo punto, le correzioni vengono apportate alle stime e i calcoli vengono ripetuti quando necessario.Questo è noto come metodo iterativo.Il processo continua con cambiamenti sempre più piccoli nelle ipotesi, fino a quando non è soddisfatta la conservazione della massa ed energia.La conservazione della massa ed energia indica le pressioni di ingresso e i flussi nel punto di alimentazione sono uguali alle perdite di pressione del sistema e alle portate e alle pressioni richieste di consegna del cliente.

L'analisi della rete di tubi utilizza lo stesso metodo iterativo indipendentemente dal trasporto del fluido.L'importanza e la complessità di questi calcoli aumentano man mano che crescono una rete di tubi e i clienti si aspettano una consegna ininterrotta.La fluidodinamica e le gocce di pressione possono essere misurate sperimentalmente, ma le misurazioni di laboratorio non si traducono sempre bene in sistemi del mondo reale di loop sovrapposti, molti punti di consegna e una rete di tubi in costante cambiamento.

I pianificatori delle utility possono utilizzare i risultati di un'analisi della rete di tubi per modificare e aggiornare i propri sistemi.Le nuove richieste dei clienti possono richiedere ulteriori stazioni di pompaggio o compressore per fornire flussi adeguati.Le suddivisioni o i quartieri in crescita possono richiedere una re-analisi della rete, poiché l'aggiunta di nuovi circuiti di tubazioni modifica le ipotesi di calcolo.

Le tubazioni dell'acqua possono sviluppare scala interna o rugosità, man mano che invecchia.Ciò può richiedere un'energia di pompaggio aggiuntiva da superare.L'analisi della rete di tubi in genere deve essere un processo dinamico con variabili in costante cambiamento, piuttosto che una singola analisi senza alcuna indennità per le modifiche nel tempo.

Un metodo computazionale tradizionalmente utilizzato per il calcolo manualmente di un'analisi della rete di tubi è il metodo Cross Hardy.Questo metodo presuppone che tutte le dimensioni del tubo e le lunghezze siano variabili fisse.Il metodo Cross Hardy diventa meno accurato poiché il sistema di tubazioni diventa più complesso.I risultati di un calcolo incrociato resistente possono essere meno accurati delle applicazioni software, ma i risultati possono essere utilizzati come ipotesi per calcoli software più complessi.