Boru Ağı Çözücü

Boru ağı analizi, birbirine bağlı boru sistemlerinde debi oranlarını ve basınç dağılımını belirler. Basit seri/paralel hesaplamalardan farklı olarak, döngülü ağlar akış sürekliliği (her düğüme giren = çıkan) ve enerji dengesi (döngüler etrafında basınç düşüşleri = 0) sağlanan dengeyi bulmak için Hardy-Cross gibi yinelemeli yöntemler gerektirir.

Hardy-Cross, boru ağlarını analiz etmek için yinelemeli bir tekniktir. Her döngü için net yük kaybını hesaplayın, ardından yük kayıpları dengelenene kadar akış düzeltmeleri uygulayın. Formül: Her döngü için ΔQ = -Σ(hf)/Σ(2hf/Q). Düzeltmeler ihmal edilebilir olana kadar (<0,1%) yinelemelere devam edin. Tipik olarak 3-6 yinelemede yakınsar.

Tanımlayın: boru çapları, uzunlukları, pürüzlülük katsayıları; düğüm kotları ve talepleri; hazne/tank seviyeleri. Sürekliliği sağlayan başlangıç akış dağılımı atayın. Dengeli akışları bulmak için Hardy-Cross veya gradyan yöntemi uygulayın. Hızların (0,5-3 m/s) ve basınçların (çıkışlarda 20-60 mSS) standartları karşıladığını doğrulayın.

Basınç dengesizliği şunlardan kaynaklanır: aşırı sürtünme kaybı yaratan yetersiz boyutlu borular, bölgeler arasında dengesiz talepler, basınç düzenlemesi olmayan kot farkları, kapalı veya kısmen kapalı vanalar ve pompa basma yüksekliği uyumsuzlukları. Bölgeleri eşitlemek ve düşük kotlarda aşırı basıncı önlemek için basınç düşürücü vanalar (PRV) kullanın.

Yaygın araçlar şunlardır: EPANET (ücretsiz, EPA tarafından geliştirilmiş), WaterGEMS/WaterCAD (Bentley), InfoWorks WS (Autodesk) ve KYPIPE. Bunlar pompalar, tanklar, vanalar ve zamana bağlı taleplerle karmaşık ağları işler. Basit ağlar için Hardy-Cross'un elektronik tablo uygulamaları iyi çalışır.

Başlangıç boyutlandırma: hız yöntemini kullanın (ana hatlar için 2-3 m/s, dallar için 1-2 m/s). Ardından basınç dağılımı için ağı analiz edin. Hızlar 3 m/s'yi aşarsa (gürültü, erozyon) veya basınçlar minimumun altına düşerse (armatürlerde tipik olarak 15-20 mSS) yeniden boyutlandırın. Sistem ömrü boyunca boru maliyetlerini pompalama maliyetleriyle dengeleyin.