Phân tích mạng ống là gì?

Phân tích mạng ống là một tính toán của các luồng chất lỏng và giảm áp lực trong các hệ thống đường ống phức tạp.Phân tích hệ thống đường ống rất quan trọng đối với các tiện ích công cộng cung cấp nước cho người tiêu dùng, lập kế hoạch phân phối khí đốt tự nhiên hoặc bất kỳ hệ thống đường ống nào trong đó áp lực phân phối và tốc độ dòng chảy nhất quán là rất quan trọng.Không có khả năng một nhà cung cấp biết các nhu cầu và tốc độ dòng cụ thể trong toàn bộ mạng, vì vậy phân tích mạng ống cung cấp một phương pháp trong đó các vòng lặp hệ thống được chọn và các tính toán được thực hiện.Tính toán cần thiết cho phân tích mạng ống có sẵn trong các gói phần mềm thương mại, nhưng các phương trình cơ bản cũng có thể được tính toán thủ công.Phân tích sử dụng một phương pháp thư giãn trong đó các vòng đường ống được chọn, giảm áp lực và điểm phân phối được ước tính.Lượng vật liệu đi qua hệ thống sau đó được xác định và một loạt các tính toán được thực hiện.Tại thời điểm này, các hiệu chỉnh được thực hiện theo các ước tính và tính toán được lặp lại khi cần thiết.Điều này được gọi là một phương pháp lặp.Quá trình tiếp tục với những thay đổi nhỏ hơn và nhỏ hơn trong các giả định, cho đến khi bảo tồn khối lượng và năng lượng được thỏa mãn.Bảo tồn khối lượng và năng lượng có nghĩa là áp lực và dòng chảy đầu vào tại điểm cung cấp bằng tổn thất áp suất hệ thống và tỷ lệ dòng chảy và áp lực của khách hàng yêu cầu.Phân tích mạng ống sử dụng cùng một phương pháp lặp bất kể chất lỏng được phân phối.Tầm quan trọng và độ phức tạp của các tính toán này tăng lên khi một mạng lưới ống phát triển và khách hàng mong đợi giao hàng không bị gián đoạn.Động lực học chất lỏng và giảm áp suất có thể được đo bằng thực nghiệm, nhưng các phép đo trong phòng thí nghiệm không phải lúc nào cũng dịch tốt sang các hệ thống vòng lặp trong thế giới thực, nhiều điểm phân phối và mạng ống thay đổi liên tục.Các nhà hoạch định tiện ích có thể sử dụng kết quả phân tích mạng ống để sửa đổi và nâng cấp hệ thống của họ.Nhu cầu mới của khách hàng có thể yêu cầu các trạm bơm hoặc máy nén bổ sung để cung cấp các dòng chảy đầy đủ.Các phân khu hoặc vùng lân cận đang phát triển có thể yêu cầu phân tích lại mạng, bởi vì việc bổ sung các vòng đường ống mới thay đổi các giả định tính toán.Đường ống nước có thể phát triển quy mô bên trong, hoặc độ nhám, khi nó già đi.Điều này có thể yêu cầu thêm năng lượng bơm để khắc phục.Phân tích mạng ống thường cần là một quá trình động với các biến liên tục thay đổi, thay vì một phân tích duy nhất không có trợ cấp cho các thay đổi theo thời gian. Một phương pháp tính toán theo truyền thống được sử dụng để tính toán thủ công một phân tích mạng ống là phương pháp chéo Hardy.Phương pháp này giả định rằng tất cả các kích thước và độ dài đường ống là các biến cố định.Phương pháp chéo cứng trở nên kém chính xác hơn khi hệ thống đường ống trở nên phức tạp hơn.Kết quả từ tính toán chéo Hardy có thể kém chính xác hơn các ứng dụng phần mềm, nhưng kết quả có thể được sử dụng làm giả định cho các tính toán phần mềm phức tạp hơn.