Дополнительные параметры для теплового расчета
Для выполнения теплогидравлического расчета помимо построения модели трубопровода, задания параметров перекачиваемого продукта, граничных условий для гидравлического расчета и ввода некоторых общих данных для расчета и оформления результатов расчета необходимо также указать ряд параметров, описывающих тепловое взаимодействие продукта в трубопроводе с окружающей средой. К ним относятся:
свойства стенки трубопровода (главным образом для неметаллических труб)
параметры тепловой изоляции (для изолированных трубопроводов)
параметры грунта (для подземных трубопроводов)
Для задания параметров окружающей среды для трубопровода выделите трубопровод в дереве проекта и затем в Окне параметров объекта откройте вкладку "Среда". Здесь указываются следующие сведения:
Условия эксплуатации - для трубопровода доступны следующие варианты расположения:
на улице - для трубопроводов, расположенных на открытом воздухе. Температура открытого воздуха задается в соответствующем поле ниже. По умолчанию температура открытого воздуха принимается такой, как задано в климатических данных расчетного проекта, однако при необходимости ее можно поменять в этом поле для трубопровода (более того, температуру воздуха можно даже задавать разной для различных частей одного и того же трубопровода - об этом. см. ниже). Обратите внимание, что задавать скорость ветра для теплового расчета трубопровода на открытом воздухе в соответствующем поле необходимо только в случае расчетов газопроводов природного газа по СТО "Газпром" (об этом см. ниже). Во всех остальных случаях (если опция "Расчет по СТО Газпром" отключена) задание скорости ветра не требуется; при расчете ее значение берется согласно 'худшим' (с точки зрения остывания продукта по ходу течения) данным опытных наблюдений;
в помещении - для трубопроводов, расположенных внутри помещения. Температура воздуха в помещениях задается в климатических данных расчетного проекта;
под землей в канале - для трубопроводов, расположенных под землей внутри прямоугольного канала, т.е. теплопередача от трубопровода в окружающий грунт осуществляется через воздушную прослойку канала. Температура и свойства грунта и канала при подземном расположении затем задаются отдельно;
под землей бесканально - для трубопроводов, расположенных под землей в случае, когда поверхность трубопровода непосредственно контактирует с окружающим грунтом. Температура и свойства грунта при подземном расположении затем задаются отдельно;
в туннеле - для трубопроводов, расположенных в "горячем" туннеле со средней температурой воздуха 40°С (данная температура фиксирована, поменять ее невозможно);
под водой - для подводных трубопроводов. Температура воды и глубина расположения оси трубопровода по отношению к поверхности воды задаются в соответствующих полях ниже.
Материал стенки трубы - здесь можно либо вручную задать свойства материала стенки трубы (коэффициент теплопроводности и модуль упругости), либо выбрать материал из подключенной к программе небольшой базы данных материалов труб, нажав на кнопку 
- тогда свойства материала трубы будут взяты из этой базы данных:
Обратите внимание, что обычно теплопроводность металлических материалов довольно велика, особенно по сравнению с теплопроводностью типичных теплоизоляционных материалов (которая на 3 порядка ниже, чем у металлов). Поэтому для стальных труб (в том числе и толстостенных) чаще всего влиянием стенки трубы на тепловое взаимодействие между продуктом в трубе и окружающей средой можно смело пренебречь. В этом случае можно просто не задавать материал трубы, и тогда в расчете термическое сопротивление стенки трубы учитываться не будет. Однако, для труб из неметаллических материалов (полиэтилен, ПВХ и т.д.), у которых теплопроводность обычно на 1-2 порядка ниже, чем у металлов, влияние термического сопротивления стенки на теплообмен с окружающей средой может быть заметным. Поэтому для таких материалов его можно учесть в расчете, указав материал стенки или задав его свойства. В случае сомнений (к примеру, если вы не уверены, какая именно теплопроводность у стенки трубы, которую вы планируете использовать) не забывайте, что неучёт стенки трубы при тепловом расчете трубопровода всегда идет "в запас" (то есть, с учетом стенки трубы теплопотери окажутся ниже, чем они были бы без ее учета).
Если вы планируете выполнять для трубопровода расчет гидроудара, то материал стенки (или модуль упругости материала трубы) желательно задать, так как это позволит более точно вычислять скорость ударной волны при гидравлическом ударе, что особенно важно при расчете тонкостенных труб. Если модуль упругости материала трубы не задан, скорость ударной волны при расчете полагается равной некоему "среднему" значению 1000м/с.
Без изоляции - данная опция служит для отключения учета теплоизоляции при тепловом расчете (к примеру, если вы хотите сравнить работу изолированного и неизолированного трубопровода или если часть трубопровода в изоляции, часть нет и т.д.). Подробнее о задании тепловой изоляции для трубопровода см. ниже.
Расчет по СТО Газпром - данная кнопка становится активной, если в настройках расчета трубопровода включена опция "Расчет по СТО "Газпром". При расчете по СТО "Газпром" 2-3.5-051-2006, нажав на данную кнопку, можно включить учет дополнительных факторов теплового взаимодействия трубопровода с окружающей средой, указанных в данном СТО - влияния снежного покрова и солнечной радиации:
После того, как параметры окружающей среды и материала стенки заданы для трубопровода, элементы трубопровода (ветви, участки) наследуют значения этих параметров. Если вам нужно смоделировать трубопровод, у которого разные части имеют разные параметры окружающей среды (расположение, температуру воздуха и т.д.) или разные материалы стенки, подробнее об этом см. ниже.
Теплоизоляция задается как отдельный элемент дерева проекта. Для добавления изоляционного слоя нажмите кнопку 
Панели элементов или используйте соответствующий пункт меню "Вставка". Обратите внимание, что добавленная теплоизоляция "применяется" к элементу дерева проекта, для которого она была добавлена (который был выделен в момент добавления изоляции), а также иерархически "наследуется" для последующих элементов дерева проекта по следующему принципу:
если изоляция добавляется к трубопроводу, то она наследуется для всех элементов данного трубопровода (ветвей и участков);
если изоляция добавляется к ветви трубопровода, то она наследуется только для элементов данной ветви (труб, отводов и т.д.);
если изоляция добавляется к участку ветви (к трубе, отводу и т.д.), то она наследуется только для тех участков данной ветви, которые расположены в дереве после текущего (включая текущий);
Однако, обратите внимание, что если в процессе наследования теплоизоляционной конструкции встретится элемент трубопровода, для которого задан другой изоляционный материал (к примеру, он был задан для данного элемента ранее), наследование на данном элементе прекращается, и для него и всех последующих элементов в дереве проекта останется прежний изоляционный материал. Подробнее о наследовании параметров теплоизоляции см. ниже.
После добавления изоляции в Окне параметров объекта отобразятся ее характеристики:
Здесь необходимо указать тип слоя (теплоизоляционный или покровный), выбрать материал из списка и указать его толщину. Обратите внимание, что:
по умолчанию материалы выбираются из поставляемой вместе с программой базы данных изоляционных материалов. При выборе материала все необходимые для расчета его свойства подгружаются автоматически из этой базы. Основные характеристики материала можно посмотреть на вкладке "Свойства материала" Окна параметров объекта. Если вы хотите более детально ознакомиться с характеристиками данного материала (посмотреть его коэффициенты теплопроводности, доступные типоразмеры и т.д.) или отредактировать их, или же если вы хотите добавить в базу какой-то свой материал, которого в ней нет (чтобы использовать его в расчетах), все эти действия можно проделать с помощью специального редактора базы данных материалов, поставляемого вместе с программой;
для более быстрого поиска материала разверните выпадающий список и начните вводить на клавиатуре обозначение его марки - по мере ввода список будет перелистываться к первому подходящему по наименованию материалу;
допускается задавать не более двух теплоизоляционных слоев. Если задано два слоя, то верхний в дереве проекта слой изоляции рассматривается как внутренний, нижний – наружный;
покровный слой допускается задавать только если задан теплоизоляционный. В зависимости от типа поверхности материала покровного слоя интенсивность теплоотдачи от этой поверхности в окружающую среду в некоторых случаях немного отличается. Однако, чаще всего эти эффекты довольно малы, поэтому на практике нередко покровным слоем пренебрегают, не задавая и не учитывая его в расчете. Если в теплоизоляционной конструкции покровный слой состоит из нескольких материалов, следует указать только самый внешний слой, определяющий величину коэффициента теплоотдачи в окружающую среду;
изготовителя материала задавать не обязательно. Его можно указать только для того, чтобы сузить область поиска, если вы ищите материал какого-то конкретного производителя;
другие элементы изоляционной конструкции кроме теплоизоляционного и покровного не задаются, так как для расчета это не требуется;
при необходимости можно быстро ввести основные характеристики теплоизоляционного материала и выполнить расчет трубопровода с этим материалом, не добавляя его в базу данных. Для этого необходимо отключить опцию "Выбрать из базы" и заполнить, для теплоизоляционных материалов - значения коэффициентов теплопроводностей для "холодного" (<20°С) и "горячего" (>20°С) диапазона применения, для материалов покровного слоя - признак низкого коэффициента излучения (<= 2.33Вт/м2К4 для покрытий с блестящей поверхностью, > 2.33Вт/м2К4 для матовых покрытий).
как уже упоминалось выше, моделирование теплоизоляции необходимо только для выполнения теплогидравлического расчета трубопровода; для других видов расчетов (изотермического, проектного и расчета гидроудара) задание изоляции не требуется. Однако если модель трубопровода планируется затем экспортировать в программу "СТАРТ-Проф" для прочностного расчета, то изоляцию рекомендуется задавать (даже если вы в Гидросистеме не планируете выполнять теплогидравлический расчет) для расчета весов теплоизоляции, учет которых важен при расчете трубопровода на прочность.
После задания теплоизоляционной конструкции для всех элементов трубопровода, к которым она была применена, в Окне параметров объекта будет доступной отдельная вкладка "Изоляция", на которой будут перечислены заданные материалы и указаны их толщины:
Толщины эти можно менять непосредственно на этой вкладке, и их новые значения будут наследоваться для последующих в дереве проекта элементов с такими же толщинами (предыдущих в дереве проекта элементов эти изменения толщин не коснутся). Если начиная с определенного элемента трубопровода (ветви или участка) требуется поменять материал изоляции, нужно для этого элемента добавить новую теплоизоляционную конструкцию (добавляя материалы как описано выше), либо кликнув на него правой кнопкой мыши в Окне дерева проекта, выбрать пункт "Изоляционная конструкция". При этом в дерево будет вставлена текущая изоляционная конструкция как потомок выбранного объекта, и в нее можно будет вносить любые изменения. Новая теплоизоляционная конструкция будет также "наследоваться" к нижележащим элементам дерева проекта, подробнее о наследовании параметров теплоизоляции см. ниже.
При задании подземного расположения (в канале или бесканально) в Окне параметров объекта для трубопровода и его элементов появится отдельная вкладка "Грунт", на которой будет необходимо указать свойства грунта и другие характеристики:
тип/теплопроводность грунта - для расчета теплового взаимодействия трубопровода с окружающим его грунтом необходимо знать величину теплопроводности грунта. Ее можно либо задать вручную в соответствующее поле, либо выбрать тип грунта в выпадающем списке, после чего используя кнопки 
и 
"перелистнуть" до грунта с нужным значением теплопроводности. Если ни тип грунта, ни его теплопроводность не известны, рекомендуется моделировать 'наихудший' из возможных (с точки зрения тепловых потерь) случаев, выбрав грунт с наибольшим значением теплопроводности;
расстояние от оси труб до поверхности земли и среднегодовая температура грунта на этой глубине - обратите внимание, что если верхняя часть трубопровода (при бесканальной прокладке) или верхняя часть перекрытия канала (при канальной прокладке) заглублена менее чем на 0.7 метров, то в соответствии с рекомендациями СНиП 41-03-2003 в качестве температуры окружающей среды в расчете будет приниматься не температура грунта, а соответствующая температура наружного воздуха;
параметры канала - задаются только в случае канальной прокладки.
После того, как параметры грунтов и подземного расположения заданы для трубопровода, элементы трубопровода (ветви, участки) наследуют значения этих параметров. Если вам нужно смоделировать трубопровод, у которого разные части расположены в грунтах разных типов и/или с различными параметрами заложения, подробнее об этом см. ниже.
Наследование параметров окружающей среды, теплоизоляции, грунта и т.д.
На практике могут встретиться ситуации, когда некоторые части трубопровода имеют одно расположение, другие - другое (к примеру, трубопровод с открытого воздуха уходит под землю и т.д.); или когда одна часть трубопровода имеет теплоизоляцию из одного изоляционного материала, другая - из другого (или того же материала, но с другой толщиной). Кроме того, для протяженных трубопроводов также встречаются случаи, когда часть трубопровода находится в зоне с одной температурой окружающего воздуха, а другая (к примеру, расположенная в сотнях километров севернее или южнее первой) - в другой. Для моделирования таких трубопроводных систем удобно использовать наследование параметров окружающей среды, грунтов, теплоизоляционной конструкции и т.д. Дело в том, что все заданные для трубопровода параметры среды/грунта/изоляции наследуются на все нижележащие элементы дерева проекта. И эти параметры можно поменять на любом элементе трубопровода, выделив его в дереве проекта или на схеме, открыв для него аналогичную вкладку "Среда"/"Грунт"/"Изоляция" Окна параметров объекта и поменяв там какие-либо характеристики. Введенные значения данных параметров при этом будут "наследоваться" на последующие элементы трубопровода, таким образом их не придется менять для каждой отдельной ветви, трубы и т.д. Наследование происходит по следующему принципу:
при изменении параметров среды/грунта/изоляции на какой-либо ветви трубопровода данные параметры будут "наследоваться" для данной ветви, всех ее элементов, а также всех последующих ветвей (и их элементов) в дереве проекта. Параметры всех предыдущих в дереве элементов (ветвей, участков) останутся без изменений.
при изменении параметров среды/грунта/изоляции для какого-то отдельного элемента ветви (трубы, отвода и т.д.) эти параметры будут "наследоваться" только для всех последующих в дереве элементов данной ветви (дальнейших ветвей в дереве проекта эти изменения не коснутся). Параметры всех предыдущих в дереве элементов (ветвей, участков) останутся без изменений.
Однако, обратите внимание, что если в процессе "наследования" этих параметров встретится элемент трубопровода, для которого характеристики среды/грунта/изоляции и т.д. отличаются от предыдущих (к примеру, на этом элементе они были изменены ранее), наследование на данном элементе прекращается, и для него и всех последующих элементов в дереве проекта параметры среды/грунта/изоляции останутся без изменений.
Таким образом, чтобы смоделировать изменение расположения/изоляции/свойств грунтов и т.д. по ходу моделирования трубопровода, нужно просто на элементе, начиная с которого происходит то или иное изменение, задать новые параметры расположения/изоляции/грунтов на соответствующей вкладке Окна параметров объекта для данного элемента (или же добавить к этому элементу изоляционный слой, если нужно поменять теплоизоляционный материал). Однако, при редактировании параметров окружающей среды/изоляции/грунтов уже смоделированных трубопроводов нужно быть осторожным, поскольку при наследовании параметров становится важным порядок следования ветвей в дереве проекта. И если порядок расположения ветвей в дереве не соответствует порядку их реального следования в трубопроводе, то при изменении параметров окружающей среды/изоляции/грунта для одной ветви можно случайно поменять их не для тех ветвей, для которых нужно.
Подсказка: чтобы не запутаться, какие заданы условия расположения, свойства грунтов, параметры теплоизоляции и т.д. у различных элементов трубопровода (ветвей, участков), используйте кнопки-фильтры в верхней части Окна списка исходных данных:
Нажимая эти кнопки можно переключаться между представлением общих параметров ветвей/сопротивлений (их размеров, температур и т.д.), параметров их расположения (на улице, в помещении и т.д.), свойств грунтов и теплоизоляционной конструкции. Для переключения между представлением свойств ветвей трубопровода и сопротивлений используйте выпадающий список в верхней части данного окна или просто выделите соответствующий элемент в дереве проекта - трубопровод для показа данных по ветвям, какой-либо из участков ветви для показа данных по участкам данной ветви.