Vad är rörnätverksanalys?

Rörnätverksanalys är en beräkning av vätskeflöden och tryckfall i komplexa rörsystem.Analys av rörsystem är viktig för att allmänna verktyg som levererar vatten till konsumenter, planering av naturgas eller något system med rörledningar där konsekventa leveranstryck och flödeshastigheter är viktiga.Det är osannolikt att en leverantör känner till specifika krav och flödeshastigheter i hela nätverket, så rörnätverksanalys ger en metod där systemslingor väljs och beräkningar utförs.

Beräkningar som behövs för rörnätverksanalys finns tillgängliga i kommersiella programvarupaket, men de grundläggande ekvationerna kan också beräknas manuellt.Analysen använder en avkopplingsmetod där rörledningar väljs, tryckdroppar och leveranspunkter uppskattas.Mängden material som passerar genom systemet bestäms sedan och en serie beräkningar utförs.

Vid denna punkt görs korrigeringar till uppskattningarna och beräkningarna upprepas vid behov.Detta är känt som en iterativ metod.Processen fortsätter med mindre och mindre förändringar i antagandena tills bevarande av massa och energi är uppfyllt.Bevarande av massa och energi innebär att inloppstrycket och flöden vid leveranspunkten motsvarar systemtrycksförlusterna och krävde kundleveransflödeshastigheter och tryck.

Pipe Network Analysis använder samma iterativa metod oavsett vätskan som levereras.Betydelsen och komplexiteten av dessa beräkningar ökar när ett rörnätverk växer, och kunderna förväntar sig oavbruten leverans.Vätskedynamik och tryckdroppar kan mätas experimentellt, men laboratoriemätningar översätter inte alltid bra till verkliga system med överlappande slingor, många leveranspunkter och ett ständigt föränderliga rörnätverk.

Verktygsplanerare kan använda resultaten från en rörnätverksanalys för att ändra och uppgradera sina system.Nya kundkrav kan kräva ytterligare pump- eller kompressorstationer för att leverera tillräckliga flöden.Växande underavdelningar eller stadsdelar kan kräva en återanalys av nätverket, eftersom tillägget av nya rörledningar ändrar beräkningsantagandena.

Vattenledningar kan utveckla inre skala eller grovhet när det åldras.Detta kan kräva ytterligare pumpenergi för att övervinna.Rörnätverksanalys måste vanligtvis vara en dynamisk process med ständigt föränderliga variabler, snarare än en enda analys utan tillägg för förändringar över tid.

En beräkningsmetod som traditionellt används för att manuellt beräkna en rörnätverksanalys är Hardy Cross -metoden.Denna metod antar att alla rörstorlekar och längder är fasta variabler.Hardy Cross -metoden blir mindre exakt när rörsystemet blir mer komplex.Resultaten från en Hardy Cross -beräkning kan vara mindre exakta än mjukvaruapplikationer, men resultaten kan användas som antaganden för mer komplexa mjukvaruberäkningar.