Što je analiza cijevne mreže?

Analiza cijevne mreže je izračun protoka tekućine i padova tlaka u složenim cijevnim sustavima. Analiza cjevovodnih sustava važna je za javna komunalna poduzeća koja opskrbljuju vodom potrošače, planiranje distribucije prirodnog plina ili bilo koji sustav cjevovoda gdje su važni dosljedni pritisci isporuke i protok. Malo je vjerojatno da dobavljač poznaje specifične zahtjeve i stope protoka u cijeloj mreži, pa analiza cijevne mreže pruža metodu u kojoj se biraju petlje sustava i provode izračuni.

Izračuni potrebni za analizu cijevne mreže dostupni su u komercijalnim softverskim paketima, ali se osnovne jednadžbe mogu izračunati i ručno. Analiza koristi metodu opuštanja gdje se biraju cijevne petlje, procjenjuju padovi tlaka i točke isporuke. Zatim se utvrđuje količina materijala koji prolazi kroz sustav i provodi se niz izračuna.

U ovom trenutku se vrše korekcije procjena i po potrebi se izračuni ponavljaju. Ovo je poznato kao iterativna metoda. Proces se nastavlja sa sve manjim promjenama u pretpostavkama, sve dok se ne zadovolji očuvanje mase i energije. Očuvanje mase i energije znači da su ulazni tlakovi i protoci na dovodnoj točki jednaki gubicima tlaka u sustavu i potrebnim brzinama protoka i tlakovima isporuke kupaca.

Analiza cijevne mreže koristi istu iterativnu metodu bez obzira na tekućinu koja se isporučuje. Važnost i složenost ovih proračuna raste kako cjevovodna mreža raste, a kupci očekuju neprekinutu isporuku. Dinamika tekućine i padovi tlaka mogu se eksperimentalno mjeriti, ali laboratorijska mjerenja ne mogu se uvijek dobro prevesti u stvarne sustave preklapajućih petlji, mnogih točaka isporuke i mreže cijevi koje se stalno mijenja.

Planeri komunalnih usluga mogu koristiti rezultate analize cjevovodne mreže kako bi modificirali i nadogradili svoje sustave. Novi zahtjevi kupaca mogu zahtijevati dodatne pumpne ili kompresorske stanice za opskrbu odgovarajućih protoka. Rastuće podjele ili četvrti mogu zahtijevati ponovnu analizu mreže, jer dodavanje novih cjevovodnih petlji mijenja pretpostavke proračuna.

Cijevi za vodu mogu starenjem razviti unutarnje kamence ili hrapavost. To može zahtijevati dodatnu energiju pumpanja za prevladavanje. Analiza cijevne mreže obično treba biti dinamičan proces s varijablama koje se stalno mijenjaju, a ne jedna analiza bez uzimanja u obzir promjena tijekom vremena.
Računalna metoda koja se tradicionalno koristi za ručno izračunavanje analize cijevne mreže je Hardy Cross metoda. Ova metoda pretpostavlja da su sve veličine i duljine cijevi fiksne varijable. Hardy Cross metoda postaje manje točna kako cjevovodni sustav postaje složeniji. Rezultati izračuna Hardy Crossa mogu biti manje točni od softverskih aplikacija, ali rezultati se mogu koristiti kao pretpostavke za složenije softverske izračune.