Was ist eine Rohrnetzanalyse?

Bei der Rohrnetzanalyse handelt es sich um die Berechnung von Flüssigkeitsströmen und Druckverlusten in komplexen Rohrleitungssystemen. Die Analyse von Rohrleitungssystemen ist wichtig für Versorgungsunternehmen, die Verbraucher mit Wasser versorgen, für die Planung der Erdgasverteilung oder für alle Rohrleitungssysteme, bei denen konstante Versorgungsdrücke und Durchflussraten wichtig sind. Es ist unwahrscheinlich, dass ein Lieferant die spezifischen Anforderungen und Flüsse im gesamten Netzwerk kennt. Daher bietet die Rohrnetzwerkanalyse eine Methode, mit der Systemkreisläufe ausgewählt und Berechnungen durchgeführt werden.

Die für die Rohrnetzanalyse erforderlichen Berechnungen sind in kommerziellen Softwarepaketen verfügbar, die Grundgleichungen können jedoch auch manuell berechnet werden. Die Analyse nutzt ein Entspannungsverfahren, bei dem Rohrschleifen ausgewählt, Druckverluste und Entnahmestellen abgeschätzt werden. Anschließend wird die Menge des durch das System fließenden Materials bestimmt und eine Reihe von Berechnungen durchgeführt.

An dieser Stelle werden Korrekturen an den Schätzungen vorgenommen und die Berechnungen bei Bedarf wiederholt. Dies wird als iterative Methode bezeichnet. Der Prozess wird mit immer kleineren Änderungen der Annahmen fortgesetzt, bis die Erhaltung von Masse und Energie erfüllt ist. Massen- und Energieerhaltung bedeutet, dass die Eingangsdrücke und -ströme am Versorgungspunkt den Systemdruckverlusten und den vom Kunden geforderten Versorgungsdrücken und -strömen entsprechen.

Bei der Rohrnetzanalyse wird unabhängig von der geförderten Flüssigkeit dieselbe iterative Methode verwendet. Die Bedeutung und Komplexität dieser Berechnungen nimmt mit dem Wachstum des Pipeline-Netzwerks zu und die Kunden erwarten eine nahtlose Lieferung. Fluiddynamik und Druckabfälle können experimentell gemessen werden, aber Labormessungen lassen sich nicht immer gut auf reale Systeme mit überlappenden Schleifen, vielen Versorgungspunkten und einem sich ständig ändernden Rohrnetz übertragen.

Versorgungsplaner können die Ergebnisse einer Rohrnetzanalyse nutzen, um ihre Systeme zu modifizieren und zu modernisieren. Neue Kundenanforderungen erfordern möglicherweise zusätzliche Pumpstationen oder Kompressoren, um ausreichende Durchflussmengen bereitzustellen. Wachsende Unterteilungen oder Nachbarschaften erfordern möglicherweise eine neue Analyse des Netzwerks, da sich durch das Hinzufügen neuer Rohrleitungsschleifen die Berechnungsannahmen ändern.

Wasserrohre können mit zunehmendem Alter innere Ablagerungen oder Rauheiten entwickeln. Um dies zu überwinden, ist möglicherweise eine zusätzliche Pumpleistung erforderlich. Die Pipeline-Netzwerkanalyse sollte im Allgemeinen ein dynamischer Prozess mit sich ständig ändernden Variablen sein und keine einmalige Analyse ohne Berücksichtigung von Änderungen im Laufe der Zeit.
Eine traditionell verwendete Berechnungsmethode zur manuellen Berechnung einer Rohrnetzanalyse ist die Hardy-Cross-Methode. Bei dieser Methode wird davon ausgegangen, dass alle Rohrgrößen und -längen feste Variablen sind. Die Hardy-Cross-Methode wird ungenauer, je komplexer das Rohrleitungssystem wird. Die Ergebnisse einer Hardy-Cross-Berechnung sind möglicherweise weniger genau als die von Softwareanwendungen, die Ergebnisse können jedoch als Annahmen für komplexere Softwareberechnungen verwendet werden.

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