Rohrleitungs-Handbuch

Aus diesen dreien folgt das Verhalten, das im Feld tatsächlich zu sehen ist:

• Rohre bauen Druck auf, während sie sich füllen. Je voller sie sind, desto schneller fließen sie – ein Rohr für sich allein steuert etwa 1,2 m Förderhöhe bei.
• Fluid fließt von hohem zu niedrigem Druck, in der Praxis also von einem vollen Rohr zu einem weniger vollen.
• Solange das Innenvolumen eines Rohrs nicht voll ist, kann es keine Förderhöhe übertragen – weder von einer Maschine noch von einer Pumpe.

Ein Rohr kann nur mit voller Geschwindigkeit fließen, wenn es voll ist. Bei 50 % Füllung fließt es halb so schnell. Das Beispiel aus dem Handbuch: Ein Mk.1-Rohr, in dem 6 von 10 m³ stehen, fließt mit 180 m³/min, nicht mit 300.

Regel Volle Rohre sind glückliche Rohre

Dieselbe Regel erklärt eine Anzeige, die fast alle verwirrt. Ein Wasserextraktor bei 100 % Taktrate fördert 120 m³/min – seine Anzeige nennt aber 300 m³/min, und als Maximum steht dort 600.

• Maximale Durchflussrate ist die Geschwindigkeit, mit der Rohre fließen und Maschinen sich leeren können.
• Durchflussrate ist die Geschwindigkeit, mit der die Maschine in diesem Moment Fluid ausgibt.
• Rohre versuchen mit voller Geschwindigkeit zu fließen, wenn sie voll sind – und Maschinen tun das ununterbrochen. Jedes Mal, wenn eine Maschine Fluid produziert, versucht sie sich so schnell zu leeren, wie das angeschlossene Rohr es zulässt.
• Der Extraktor leert sich also mit 300 m³/min (dem Limit des Mk.1-Rohrs), bis er leer ist, und wartet dann. Im Mittel gibt er trotzdem seine 120 m³/min ab. Die 600 sind das, was mit einem Mk.2-Rohr und ohne Ventil dazwischen möglich wäre.

Die beiden sind Förderhöhe und Arbeitsdruck. Hier geht es nur um die Förderhöhe, denn der Arbeitsdruck lässt sich weder leicht beeinflussen noch leicht bemerken.

• Die Förderhöhe bestimmt die maximale Höhe, auf die Fluid fließen kann. Alles andere folgt aus diesem einen Satz.
• Sie wird durch volle Rohre übertragen und nimmt dabei nicht ab. Eine Pumpe mit 50 m hat am fernen Ende eines vollen Rohrs immer noch 50 m.
• Die Ausnahme ist eine Pumpe ohne Strom: Sie setzt die Förderhöhe auf ihrer Ausgangsseite auf 0 m. Ventile blockieren die Förderhöhe nicht.
• Bei der Förderhöhe geht es nur um Höhenunterschiede. Waagerechte Rohre brauchen sie nicht, um ihre Durchflussrate zu halten.

Nimm sechs Maschinen, die je 100 m³/min brauchen, an Mk.1-Rohr. Speise die Reihe von links mit 300 m³/min und von rechts mit 300 m³/min – es funktioniert: Die linken 300 reichen exakt für die ersten drei Abnehmer, die rechten 300 für die anderen drei. Das Rohr in der Mitte wird dabei nicht einmal gebraucht – die beiden Hälften tauschen nie Fluid aus.

Jetzt mach aus jedem Abnehmer 150 m³/min und speise die Reihe an zwei Punkten in ihrem Inneren. Das sieht nach einem Engpass aus, ist aber keiner: Die Kreuzung in der Mitte zeigt Ein: 450 / Aus: 450, während kein einzelnes Rohr jemals mehr als 300 trägt.

Acht Eingänge mit je 100 m³/min sind zusammen 800 m³/min. Wie viele Rohre braucht es, um das abzuführen? Drei – und jedes davon trägt 266,66 m³/min, nicht 300 / 300 / 200. Rohre streben überall den gleichen Druck an, deshalb verteilt sich der Arbeitsdruck gleichmäßig auf die drei Ausgänge: 800 / 3 = 266,666.

Eine Pumpe – eine Pipeline-Pumpe Mk.1 oder eine Pipeline-Pumpe Mk.2 – erhöht die Förderhöhe, sonst nichts. Sie steigert nicht die Durchflussrate, und an Rohrleitungen, die nie nach oben führen, wird sie nicht gebraucht.

• Sie verhindern Rückfluss – Pumpen arbeiten nur in eine Richtung.
• Sie erzeugen einen blauen Hologrammring, der dort endet, wo ihre Förderhöhe endet. Der Ring reicht höchstens 100 m weit, an einer langen diagonalen Rohrleitung ist sein Ende deshalb womöglich nicht zu sehen.
• Sie haben kein eigenes Durchflusslimit; mit Mk.1- und Mk.2-Rohren arbeiten sie gleichermaßen.
• Sie rasten am Hologrammring anderer Pumpen ein, was das Verteilen über einen langen Anstieg einfach macht.
• Die Förderhöhe einer Pumpe stapelt sich nicht mit der einer zweiten – wohl aber mit der Förderhöhe, die hinter der Pumpe durch Schwerkraft zurückgewonnen wird.

• Die Förderhöhe wird ab der Mitte des Rohrs oder der Pumpe gemessen, und immer nach oben – nie nach unten. Fluide fließen von allein abwärts; sie müssen nicht geschoben werden.
• Die Ausgangsseite trägt immer den gestreiften Ring. Wer nicht sicher ist, wohin eine Pumpe zeigt, sucht die Streifen.
• Eine Pumpe an einem flachen, waagerechten Rohr zeigt etwa 1,5 m Förderhöhe an. Das ist der Grunddruck, kein Fehler.
• Pumpen wirken auch, wenn sie im waagerechten Teil einer Rohrleitung sitzen – das Fluid steigt, sobald das Rohr nach oben führt.

Um einen Puffer zu füllen, muss das angeschlossene Rohr eine Förderhöhe in Höhe des Puffers liefern: 8 m beim kleinen, 12 m beim industriellen. Die 10 m einer Maschine füllen einen kleinen Puffer, einen industriellen nicht.

Was ein Puffer zurückgibt, ist proportional zum Fluid in seinem Inneren. Ein halb voller industrieller Puffer erzeugt 6 m Förderhöhe, ein halb voller kleiner 4 m.

Puffer, die miteinander verbunden sind, versuchen sich gegenseitig auszugleichen. In Reihe führt das zu kräftigem Hin- und Herschwappen; parallel löst sich das seltsame Schwappen weitgehend auf.

• Ein Ventil – das Ventil – ist ein Rohraufsatz, der keinen Rückfluss zulässt und es möglich macht, die Durchflussrate des Rohrs zu begrenzen.
• Das Limit stellst du über den Regler ein oder tippst eine Zahl ein – mit Enter bestätigen.
• Ventile haben einen kleinen Anzeigefehler: Die Durchflussrate, die sie zeigen, ist ungenau. Richtig eingesetzt erledigen sie ihre Aufgabe trotzdem.

Der Haken ist derselbe wie überall in dieser Anleitung. Wenn der Druck im Rohr nicht groß genug ist – also wenn das Rohr nicht voll ist –, gibt ein Ventil weniger aus als das eingestellte Limit. Das Beispiel aus dem Handbuch: 240 m³/min kommen an, das Ventil steht auf 120, und heraus kommen nur 60 m³/min. Sobald das Rohr voll und der Druck zurück ist, lässt das Ventil seine 120 durch.

Genau dieser Selbstausgleich macht Manifolds attraktiv: eine Reihe Maschinen bauen, ein Zulaufrohr daran vorbeiführen – die Verteilung regelt das Netz selbst. So einfach das klingt, es gibt Regeln, die darüber entscheiden, ob es gut oder schlecht funktioniert.

1. 1
   Das Zulaufrohr auf Höhe der Maschineneingänge oder darüber bauen

   Niemals darunter. Die Förderhöhe ist für jedes Rohr im Netz gleich, ein tief liegendes Zulaufrohr muss also erst das ganze Netz auf denselben Fluidstand heben, bevor eine einzige Maschine versorgt wird.

2. 2
   Die Maschinen vorbefüllen

   Ein Maschineneingang fasst 50 m³ Fluid. Sorge dafür, dass er voll ist – ein voller interner Speicher heißt, dass die Maschine nur noch so viel verbraucht, wie sie wirklich braucht.

3. 3
   Bleiben Probleme, das Netz zu einer Schleife schließen

   Eine Schleife speist von beiden Enden ein und vermeidet Verluste. Sie löst außerdem das Rückfluss-Problem aus Wissensfrage 3.

Die einfache Aluminiumverarbeitung: 120/min Bauxit und 180 m³/min Wasser gehen in die erste Raffinerie, die daraus 120 m³/min Aluminiumoxidlösung und 50/min Quarzsand macht. Die zweite verwandelt diese Aluminiumoxidlösung und 60/min Kohle in 180/min Aluminiumschrott – und 60 m³/min Wasser.

Die meisten Pioniere versuchen, dieses Wasser zurück in die erste Raffinerie zu speisen. Ohne zusätzliche Arbeit verstopft dabei die zweite Raffinerie: Die Kreuzung vor der ersten Raffinerie führt jetzt 240 m³/min – 180 frische plus 60 zurückgeführte – in einen Eingang, der nur 180 annimmt.

Das sind eigentlich keine „Schaltungen“ – es sind Rohrbauten –, aber so lässt sich leichter über sie sprechen. Beide lassen das Ventillimit unangetastet: Sie ändern, wie gleichmäßig der Durchfluss ist, nicht wie viel davon da ist. Wirkt eine Schaltung unruhig, setz Pumpen an ihren Ein- und Ausgang.

Der Durchfluss-Ausgleicher verringert Schwankungen der Durchflussrate. Er speichert Fluid, wenn zu viel da ist, und gibt es ab, wenn zu wenig da ist. Im Beispiel des Handbuchs kommt ein Rohr, das zwischen 30 und 150 m³/min schwankt, mit 65 bis 115 m³/min heraus.

Der Durchfluss-Kompensator ist ein verbesserter Ausgleicher – man könnte ihn Ausgleicher Mk.2 nennen. Er dämpft Schwankungen noch stärker, ist dafür aber deutlich langsamer und etwas instabil. Dasselbe Rohr mit 30 bis 150 m³/min verlässt ihn mit etwa 90 m³/min. Selbst die sehr sprunghaften Mk.2-Rohre, die oft heftig schwanken, lassen sich damit bändigen.

Die VIP priorisiert den untersten Eingang. Das Rohr ganz unten fließt frei, während die darüber blockiert sind – es sei denn, der Ausgang lässt mehr Durchfluss zu. Denk daran, die Pumpen mit Strom zu versorgen. Für mehr Prioritätsstufen erweiterst du die VIP nach oben um weitere Eingänge; das Minimum sind 2 Eingänge und 1 Ausgang.

Die VOP priorisiert den untersten Ausgang. Sie füllt zuerst das Ausgangsrohr ganz unten; ist das voll, füllt sie das nächste darüber. Im Kern ist sie eine erweiterte Überlaufkreuzung. Ventillimits an den Zweigen legen den gewünschten Durchfluss je Rohr fest. Für mehr Stufen erweiterst du sie nach oben; das Minimum sind 1 Eingang und 2 Ausgänge.

Die Überlaufkreuzung leitet jeden Durchfluss ab, der nicht in das untere Rohr passt. Aktiv wird sie erst, wenn sich der untere Ausgang staut – dann läuft der Überschuss über einen kleinen „Hügel“ von etwa 8 m Höhe. Die Pumpe ist da, um dem Fluid unter allen Umständen genug Förderhöhe für diese Erhebung zu geben; sie lässt den Überlauf nicht früher einsetzen.

Der Wasserturm ist ein Flüssigkeitsspeicher viele Meter über dem Boden. Jedes Rohr, das darunter angeschlossen ist, kommt ohne Pumpen aus, solange es unterhalb des Puffers bleibt. Das Ventil auf 0 m³/min im Diagramm hält den Turm voll: Ohne es müsste der Turm ständig nachgefüllt werden.

Die Zweiwegepumpe lässt Fluid nach oben und nach unten laufen. Sie gibt dem angeschlossenen Rohr die Förderhöhe zum Aufsteigen, verhindert aber keinen Rückfluss. Damit ist sie ein guter Partner für den Wasserturm – und es heißt zugleich, dass Fluid bei einem Stromausfall rückwärts laufen kann, was manchmal genau das Gewünschte ist und manchmal nicht.