HYDRONET: ANALISI DI RETI IN PRESSIONE

Hydronet consente di analizzare reti idrauliche in pressione di liquidi (acqua, oli) o gas (metano, gpl, aria, gas medicali), composte da rami anche di differente materiale e diametro, in presenza di almeno un nodo serbatoio a piezometrica fissata, nodi generici di rete di cui si assegna la portata di servizio in uscita dalla rete e nodi erogatori (idranti, naspi, sprinkler, irrigatori) con legge di efflusso assegnata. Su ogni ramo della rete è possibile disporre un dispositivo di controllo del flusso, costituito da una pompa o da una valvola. Vediamo alcuni esempi.

Acquedotto a gravità

In questo esempio si vede un serbatoio posto su una altura e la condotta di distribuzione composta da rami di differente diametro e stato di usura.

Irrigazione con alimentazione da pompa

In questa applicazione è stato modellato un impianto di irrigazione per un campo di calcio, alimentato da una pompa.

Rete gas

Qui si vede una rete di distribuzione di gas per una applicazione industriale, con due nodi serbatoio.

Impianto antincendio di idranti interni ed esterni

In questo caso si tratta di un impianto antincendio per livello di pericolo 2 (intermedio), alimentato da pompa e con tre linee montanti di idranti a muro, interni all'edificio e distribuiti su 10 livelli, e un anello di idranti soprasuolo esterni all'edificio. Gli idranti sono modellati come nodi erogatori con legge caratteristica di efflusso definita tramite il fattore k dichiarato nelle schede tecniche e sono stati previsti gli scenari di funzionamento richiesti dalle norme tecniche per impianti attivi antincendio. 

Modalità di input

I dati che descrivono la rete possono essere assegnati con varie modalità:

• input in ambiente grafico 2D,
• input in ambiente grafico 3D,
• input in griglie sincronizzate all'ambiente grafico.

Input in ambiente grafico 2D

Qui vediamo l'inserimento di nodi e rami con i comandi grafici della planimetria, nella quale è possibile importare uno sfondo di input da file Dxf, Ifc o Gis.

Input in ambiente grafico 3D

Questa invece mostra le stesse operazioni d'inserimento, ma in ambiente 3D.

Possono anche essere importati modelli Ifc o Gis e utilizzati per facilitare l'input della rete.

Input in griglie sincronizzate all'ambiente grafico

Oltre alle modalità grafiche i dati possono essere definiti in modalità tabellare in griglie sincronizzate fra loro e con l'ambiente grafico. Il sincronismo consente di velocizzare le operazioni: mentre si scorre una griglia, l'elemento corrente viene individuato visivamente in grafica con un breve lampeggio e, similmente, puntando un elemento in ambiente grafico le griglie aperte scorrono per posizionarsi sull'elemento cliccato.

Breve panoramica

La definizione della rete passa attraverso l'assegnazione degli elementi tipici, quali i nodi e i rami. Per i nodi è richiesta la posizione in pianta e la quota geometrica:

• per i nodi serbatoio si richiede il carico piezometrico corrispondente alla quota del pelo libero;
• per i nodi generici di rete si richiede la portata di servizio in uscita dalla rete;
• per i nodi erogatori (idranti, naspi, sprinkler, irrigatori) si richiede il coefficiente di efflusso che stabilisce la legge di erogazione fra portata e pressione. 

I rami sono i tratti di tubazione definiti fra due nodi. Essi si caratterizzano assegnando il diametro interno e la formula della cadente, in dipendenza del tipo di materiale che costituisce la tubazione. Al riguardo, Hydronet prevede una vasta casistica di formule predefinite, Hazen-Williams, Gauckler-Strickler, Bazin, Kutter, ecc., specializzate in base al materiale e allo stato di usura. In alternativa, digitando direttamente i coefficienti, l'utente può definire in maniera autonoma le perdite di carico distribuite da considerare per i vari materiali.

Ogni ramo, inoltre, può ospitare un dispositivo di controllo del flusso, come una pompa o una valvola, anch'esse definite tramite un archivio di tipologie editabili. L'introduzione materiale dei dati può avvenire con input grafico, disponibile sia in ambiente planimetrico 2D, sia in ambiente 3D. Il controllo di conformità del modello si esegue agevolmente all'interno delle viste planimetriche ed altimetriche di cui è dotato il programma, con informazioni espresse con codice colore, etichette di testo, quotature specifiche per elemento. In ogni caso, prima di eseguire la fase di analisi, il programma esegue il controllo dati, avvisando su eventuali situazioni non ammissibili, originate da una errata o incompleta assegnazione dei dati.

Una volta che la rete risulti compiutamente definita, si esegue l'analisi, basata su algoritmo iterativo autoadattativo alla Newton-Raphson, che porta alla determinazione del carico incognito nei nodi, alle portate in uscita o in ingresso ai serbatoi ed alle portate nei rami. L'analisi viene ripetuta per tutti gli scenari di funzionamento definiti (fino a venti) e per ognuno di essi vengono forniti i risultati in varie forme, integrati con strumenti di diagnostica, di evidenziazione e di sintesi:

• griglie di risultati con la messa in evidenza di valori inaccettabili o fuori norma;
• profili piezometrici 2D e 3D,
• mappe di impegno cromatiche 2D e 3D dei principli parametri idraulici (altezze piezometriche, portate, velocità di flusso, perdite di carico).

Infine possono essere attivate le operazioni di preview e stampa della relazione e dei disegni o alla esportazione degli elaborati in Rtf, Dxf e PDF.