MODELLO DI CALCOLO

Modellazione accurata e affidabilità delle analisi

Un punto di forza di Hydronet è l’uso di una modellazione sofisticata che sta alla base delle analisi idrauliche del sistema. Ogni singola funzione del software è stata curata nel dettaglio, in modo tale da garantire all’utente una vasta varietà di casi analizzabili. Il software idraulico consente infatti di analizzare condotte in pressione a maglia aperta (per esempio condotte di adduzione) o maglia chiusa (reti di distribuzione), con eventuale inserimento di valvole di regolazione e pompe per l'innalzamento del carico.

I tipi di nodo che servono per la definizione dei rami e dei profili sono di due tipi, nodo generico e nodo serbatoio. Nel primo è nota la portata in uscita dalla rete, in base alle esigenze di servizio dell’utenza ed è incognita l’altezza piezometrica. Se il nodo rappresenta un “serbatoio”, il dato noto è la quota piezometrica e le incognite risultano la portata in ingresso e in uscita.

I rami sono tratti di tubazione di caratteristiche omogenee, definiti fra due nodi. Su ogni ramo si suppone costante il diametro, il tipo di materiale e il suo stato di usura. Su ogni ramo si può applicare un dispositivo, costituito da una pompa o da una valvola di regolazione. 

Il programma permette di definire più tipi di materiali da utilizzare nella rete e la relativa formula della cadente piezometrica. La formula usata per la cadente è di tipo generale, la quale può essere modificata assegnando appositi coefficienti (α, k, n, m). In alternativa, il Hydronet offre una vasta gamma predefinita di cadenti in base al materiale e allo stato di usura (Hazen-Williams, Gauckler-Strickler, Bazin, Kutter, Casale-Telesca, Scimeni-Veronesi, Service du Genie Rural). Il programma, inoltre, prevede una utility di correlazione fra i coefficienti di scabrezza delle principali formule classiche e i coefficienti α, k, n ed m previsti in Hydronet.

Le valvole sono caratterizzate assegnando come parametro il diametro interno, il coefficiente per la perdita di carico localizzata e la perdita di carico imposta.

Il tipo di pompa viene definita dall’utente mediante l’assegnazione di 3 punti tipici di funzionamento (Q, DH). Interpolando con legge esponenziale i punti di funzionamento assegnati, il programma giunge alla costruzione della curva caratteristica della pompa, da utilizzare nel corso dell'analisi e per il disegno nella finestra ad essa dedicata. Una pompa così definita può essere applicata ad un ramo, assegnandola come dispositivo presente sul ramo. 

Tramite la funzione di controllo dati, il programma passa a rassegna tutti i dati assegnati in modo da individuare eventuali situazioni anomale, così da aiutare l’utente nella definizione più corretta del modello.

La determinazione delle portate nei vari rami della rete costituisce un problema nonlineare definito dalla geometria della rete e dalle relazioni (nonlineari) che definiscono le perdite di carico. Il problema viene risolto utilizzando un algoritmo iterativo basato su una variante del metodo Newton-Raphson Modificato. È stata posta una cura sistematica nell'ottimizzazione dell'algoritmo per rendere molto veloce lo svolgimento dell'analisi strutturale, con l'obiettivo di rendere più agevole, per il progettista, il processo, altrimenti lungo, di successivi affinamenti necessari al raggiungimento di un dimensionamento ottimale della rete idrica.