Vad är rörnätsanalys?

Rörnätsanalys är en beräkning av vätskeflöden och tryckfall i komplexa rörsystem. Analys av rörsystem är viktigt för allmännyttiga företag som levererar vatten till konsumenter, planering av naturgasdistribution eller vilket rörsystem som helst där konsekventa leveranstryck och flödeshastigheter är viktiga. Det är osannolikt att en leverantör känner till specifika krav och flödeshastigheter i hela nätet, så rörnätsanalys ger en metod där systemslingor väljs och beräkningar utförs.

Beräkningar som behövs för rörnätsanalys finns tillgängliga i kommersiella mjukvarupaket, men de fundamentala ekvationerna kan också beräknas manuellt. Analysen använder en relaxationsmetod där rörslingor väljs, tryckfall och leveranspunkter uppskattas. Mängden material som passerar genom systemet bestäms sedan och en serie beräkningar utförs.

Vid denna tidpunkt görs korrigeringar av uppskattningarna och beräkningarna upprepas vid behov. Detta är känt som en iterativ metod. Processen fortsätter med mindre och mindre förändringar i antagandena, tills bevarandet av massa och energi är tillfredsställt. Bevarande av massa och energi innebär att inloppstrycken och flödena vid tillförselpunkten är lika med systemets tryckförluster och erforderliga kundleveransflöden och tryck.

Rörnätsanalys använder samma iterativa metod oavsett vilken vätska som levereras. Betydelsen och komplexiteten i dessa beräkningar ökar i takt med att ett rörnät växer och kunderna förväntar sig oavbruten leverans. Vätskedynamik och tryckfall kan mätas experimentellt, men laboratoriemätningar översätts inte alltid bra till verkliga system med överlappande slingor, många leveranspunkter och ett ständigt föränderligt rörnät.

Verksamhetsplanerare kan använda resultaten av en rörnätsanalys för att modifiera och uppgradera sina system. Nya kundkrav kan kräva ytterligare pump- eller kompressorstationer för att ge tillräckliga flöden. Växande underavdelningar eller stadsdelar kan kräva en omanalys av nätet, eftersom tillägget av nya rörslingor ändrar beräkningsantagandena.

Vattenledningar kan utveckla inre skala, eller grovhet, när de åldras. Detta kan kräva ytterligare pumpenergi för att övervinna. Rörnätsanalys behöver vanligtvis vara en dynamisk process med ständigt föränderliga variabler, snarare än en enda analys utan hänsyn till förändringar över tid.
En beräkningsmetod som traditionellt används för att manuellt beräkna en rörnätsanalys är Hardy Cross-metoden. Denna metod förutsätter att alla rörstorlekar och längder är fasta variabler. Hardy Cross-metoden blir mindre exakt när rörsystemet blir mer komplext. Resultat från en Hardy Cross-beräkning kan vara mindre exakta än mjukvaruapplikationer, men resultaten kan användas som antaganden för mer komplexa programvaruberäkningar.