Моделирование схемы трубопровода
Поскольку Гидросистема - это программа анализа потока в трубопроводе, то при задании схемы трубопровода в программе нужно смоделировать не только, собственно, схему трубопроводной системы (как последовательность труб, отводов, арматуры и других элементов), но нужно также указать схему движения потоков в этом трубопроводе. В Гидросистеме это реализуется следующим образом: трубопровод в Гидросистеме складывается из отдельных ветвей, ветви в свою очередь состоят из участков (гидравлических сопротивлений) - прямых труб, отводов, арматуры и т.д.:
Ветвью называется неразветвленный фрагмент трубопровода с постоянным массовым расходом продукта. Каждая ветвь соединяет два узла трубопровода. Все узлы трубопровода имеют индивидуальные номера; направление каждой ветви определяется указанием номера ее начального и конечного узла. Узлы бывают следующих типов:
узлы-источники - начальные точки трубопровода, в которых начинается только одна ветвь;
узлы-потребители - конченые точки трубопровода, в которых заканчивается только одна ветвь;
промежуточные источники и потребители - узлы, в которых одна ветвь заканчивается и одна начинается. При этом расходы продукта в этих двух ветвях могут быть как одинаковы (в этом случае узел является как бы "проходным": в нем не будет притока/оттока продукта - сколько в узел пришло продукта из одной ветви, столько же из него и вышло в следующую ветвь), так и различаться (в этом случае в данном узле будет приток или отток продукта);
узлы разделения потоков - узлы, в которых одна ветвь заканчивается, а несколько других начинаются;
узлы слияния потоков - узлы, в которых несколько ветвей заканчиваются, а одна начинается;
узлы слияния-разделения потоков - узлы, в которых несколько ветвей заканчиваются и несколько начинаются.
Для примера в приведенной на рисунке ниже схеме два узла-источника (1 и 2), три узла потребителя (5, 8 и 9), один узел слияния (3), два узла разделения (4 и 6) и один промежуточный узел (7).
Чтобы смоделировать такую трубопроводную систему в Гидросистеме, нужно добавить к трубопроводу следующие ветви:
Ветвь | Начальный узел | Конечный узел |
Ветвь A |
1 |
3 |
Ветвь B |
2 |
3 |
Ветвь C |
3 |
4 |
Ветвь D |
4 |
5 |
Ветвь E |
4 |
6 |
Ветвь F |
6 |
7 |
Ветвь G |
7 |
8 |
Ветвь H |
6 |
9 |
после чего необходимо добавить к каждой из этих ветвей составляющие их сопротивления (трубы, отводы, арматуру и т.д.).
Обратите внимание, что порядок следования ветвей друг за другом не принципиален для расчета трубопровода (поскольку направление и схема движения потоков в трубопроводе определяется не порядком ветвей, а номерами их начальных и конечных узлов), в то время как сопротивления в ветви должны быть заданы в том порядке, в котором они следуют в моделируемом трубопроводе. При моделировании схем можно использовать групповые операции с элементами трубопроводной системы (ветвями, участками и т.д.) - копирование/вставка/удаление фрагментов трубопровода и групповую замену их параметров.
Если в узле 7 не имеется притока/оттока продукта (то есть, если расходы продукта в Ветви F и G одинаковы), то этот узел без ущерба топологии схемы можно удалить, объединив тем самым Ветви F и G в одну ветвь.