Mis on toruvõrgu analüüs?

Toruvõrgu analüüs on vedeliku voolude ja rõhulangude arvutamine keerulistes torustikesüsteemides. Torustikusüsteemide analüüs on oluline tarbijaid veega varustavate kommunaalettevõtete, maagaasi jaotamise planeerimise või mistahes torustikusüsteemi jaoks, kus on oluline ühtlane tarnerõhk ja vooluhulk. On ebatõenäoline, et tarnija teab konkreetseid nõudmisi ja voolukiirusi kogu võrgus, seega pakub toruvõrgu analüüs meetodi, kus valitakse süsteemi silmused ja tehakse arvutused.

Toruvõrgu analüüsiks vajalikud arvutused on saadaval kaubanduslikes tarkvarapakettides, kuid põhivõrrandeid saab arvutada ka käsitsi. Analüüsis kasutatakse lõdvestusmeetodit, kus valitakse torustiku silmused, hinnatakse rõhulangusi ja tarnepunkte. Seejärel määratakse süsteemi läbiva materjali hulk ja tehakse arvutusi.

Siinkohal tehakse hinnangutes parandused ja vajadusel korratakse arvutusi. Seda nimetatakse iteratiivseks meetodiks. Protsess jätkub eelduste järjest väiksemate muutustega, kuni massi- ja energiasäästlikkus on rahuldatud. Massi ja energia säästmine tähendab, et sisendrõhud ja vooluhulgad toitepunktis on võrdsed süsteemi rõhukadude ja klientide nõutavate tarnevoolukiiruste ja -rõhkudega.

Toruvõrgu analüüsis kasutatakse sama iteratiivset meetodit, olenemata tarnitavast vedelikust. Nende arvutuste tähtsus ja keerukus suureneb toruvõrgu kasvades ning kliendid ootavad katkematut tarnimist. Vedeliku dünaamikat ja rõhulangust saab mõõta eksperimentaalselt, kuid laboratoorsed mõõtmised ei anna alati hästi kattuvaid silmuseid, paljusid tarnepunkte ja pidevalt muutuvat toruvõrku.

Kommunaalteenuste planeerijad saavad kasutada toruvõrgu analüüsi tulemusi oma süsteemide muutmiseks ja uuendamiseks. Klientide uued nõudmised võivad vajada täiendavaid pumba- või kompressorjaamu, et tagada piisavad vooluhulgad. Kasvavad alarajoonid või naabruskonnad võivad vajada võrgu uuesti analüüsi, sest uute torujuhtmete lisamine muudab arvutuseeldusi.

Veetorustikul võib vananedes tekkida sisemine katlakivi või kare. Selle ületamiseks võib vaja minna täiendavat pumpamisenergiat. Toruvõrgu analüüs peab tavaliselt olema dünaamiline protsess pidevalt muutuvate muutujatega, mitte üks analüüs, mis ei võta arvesse aja jooksul toimuvaid muutusi.
Arvutusmeetod, mida traditsiooniliselt kasutatakse toruvõrgu analüüsi käsitsi arvutamiseks, on Hardy Crossi meetod. See meetod eeldab, et kõik torude suurused ja pikkused on fikseeritud muutujad. Hardy Crossi meetod muutub torusüsteemi keerukamaks muutudes vähem täpseks. Hardy Crossi arvutuse tulemused võivad olla vähem täpsed kui tarkvararakendused, kuid tulemusi saab kasutada eeldustena keerukamate tarkvaraarvutuste jaoks.