Явное задание свойств
Для случаев, когда свойства перекачиваемого продукта заранее известны (к примеру, они были посчитаны в другой программе, найдены в справочнике или измерены экспериментально), в Гидросистеме предусмотрена возможность явного задания свойств.
Чтобы ввести значения теплофизических свойств продукта в явном виде, необходимо выбрать "явное задание свойств" в выпадающем списке методов расчета Окна параметров объекта для продукта, после чего нажать кнопку "Зависимость свойств от температуры...":
В появившемся окне необходимо заполнить таблицу зависимости свойств от температуры.
Для добавления точек в таблицу используйте кнопку Добавить; если нужно удалить точку, выделите ее в таблице и используйте кнопку Удалить; чтобы отредактировать точку, дважды щелкните на нее в таблице левой кнопкой мыши. Если у вас уже подготовлена данная таблица свойств в какой-то другой программе (к примеру, в Excel или в любом другом текстовом/табличном формате), ее можно скопировать и вставить в Гидросистему при помощи кнопки Вставить. При вставке обязательно убедитесь, что в скопированном массиве данные идут в том же порядке, что и графы таблицы свойств в Гидросистеме и свойства в тех же единицах измерения.
В зависимости от агрегатного состояния продукта и того, какие виды расчетов вы планируете выполнять, вам потребуется ввести различный набор свойств продуктов.
Явное задание свойств жидкости
если планируется выполнять расчет течения с постоянной температурой продукта (изотермический расчет, проектный расчет или расчет гидроудара, моделируемый на основе изотермического расчета установившегося течения), достаточно ввести в таблицу только плотность и вязкость жидкости при данной температуре. Пожалуйста, обратите внимание, что плотность и вязкость должны быть указаны именно для той/тех температур, которые заданы в ветвях трубопровода. К примеру, если температура потока в ветви трубопроводе задана 50°С, а в таблице свойств введены плотность и вязкость при 20°С, расчет может быть прерван с ошибкой, поскольку зная значения свойств продукта при какой-то одной температуре крайне трудно спрогнозировать, какими они будут при других температурах.
если планируется выполнять тепловой расчет трубопровода, необходимо ввести плотность, вязкость, теплоемкость и теплопроводность продукта для диапазона значений температур. Причем данный диапазон должен полностью охватывать диапазон температур продукта в трубопроводе с учетом остывания/согревания продукта. К примеру, если вы ввели в таблицу свойства для температур от 20 до 50°С, указали начальную температуру потока в ветви трубопровода 40°С, затем запустили тепловой расчет и в ходе расчета обнаружилось, что температура продукта по ходу течения в трубопроводе падает ниже 20°С, то в этом месте расчет может быть прерван с ошибкой. Это связано с тем, что зная значения свойств продукта в каком-то диапазоне температур крайне трудно корректно оценить, какие будут свойства при температурах вне этого диапазона. Поэтому при возникновении подобных ошибок в расчетах, убедитесь, что введенный вами массив данных полностью охватывает диапазон изменения температуры продукта в рассчитываемом трубопроводе и при необходимости добавьте в таблицу значения свойств при более низких/высоких температурах вручную. В таблицу необходимо ввести свойства как минимум для двух различных значений температур, но желательно задавать в таблицу 3 и более точек, чтобы интерполяция свойств для промежуточных значений температур была более "физична";
если планируется выполнять расчет кавитационного запаса, то помимо упомянутых выше свойств, необходимо также ввести значения давлений насыщенных паров жидкости;
если данная жидкость задается в составе "замороженного" газожидкостного течения, то помимо упомянутых выше свойств, необходимо также ввести значения коэффициента поверхностного натяжения жидкости;
если планируется выполнять расчет гидроудара, необходимо также ввести значение коэффициента сжимаемости жидкости (он задается в параметрах расчета гидравлического удара на вкладке "Гидроудар" окна параметров объекта для трубопровода) для более точного расчета скорости ударной волны.
Кроме того, для жидкостей предусмотрен также и альтернативный способ задания свойств - ввод значений свойств непосредственно в ветвях трубопровода. Для этого необходимо в списке методов расчета свойств продукта выбрать "явное задание свойств", но не заполнять при этом таблицу зависимости свойств от температуры. В этом случае при задании исходных данных по ветвям вам будет предложено ввести значения плотности и вязкости жидкости по каждой из ветвей в соответствующих полях исходных данных. Если при использовании такого способа задания необходимо также рассчитывать кавитационный запас, введите значение давления насыщенных паров жидкости в соответствующее поле Окна параметров объекта для продукта:
Если при таком способе задания нужно смоделировать изменение свойств продукта по ходу течения (к примеру, вызванное остыванием/согреванием потока), используйте в этом месте схемы элемент "Сопротивление с известным перепадом давления и/или температуры" - для него также будут доступны для задания плотности и вязкости жидкости на выходе из данного элемента.
Для газов таблица свойств имеет немного другое содержание, нежели для жидкостей:
Для газов необходимо задать молекулярную массу или контрольную точку для ее расчета (плотность газа при любых известных давлении и температуре). Помимо этого, в таблицу свойств нужно ввести:
вязкость газа при температуре перекачки (которая задана в ветвях трубопровода), если планируется выполнять изотермический или проектный расчет трубопровода;
вязкость, теплоемкость и теплопроводность газа для диапазона значений температур, если планируется выполнять тепловой расчет трубопровода (как минимум для двух различных значений температур, но желательно три и более точек, чтобы интерполяция свойств для промежуточных значений температур была более "физична").
Как и в случае явного задания свойств жидкостей температурный диапазон введенного массива свойств должен полностью охватывать диапазон изменения температуры продукта по ходу течения в трубопроводе.
Явное задание свойств многофазных потоков
Обратите внимание, что при задании "Неопределенного" агрегатного состояния продукта явное задание свойств не допускается, так как в табличной форме невозможно описать фазовое равновесие продукта, процессы вскипания, конденсации и т.д. Поэтому для расчетов течений с фазовыми переходами и парожидкостных течений с учетом массобмена между фаз необходимо задавать продукт с помощью одной из доступных в программе термодинамических библиотек.
Для моделирования же других видов многофазных течений ("замороженного" парожидкостного течения или "трехфазных" систем) свойства каждой из фаз можно задавать в том числе и в явном виде. Делается это таким же образом, как показано выше для случаев явного задания свойств жидкостей и газов.