Дополнительные функции программы
Построение пьезометрического графика
Результаты расчетов трубопроводов можно представлять в виде так называемого пьезометрического графика, показывающего изменение напора перекачиваемой жидкости по ходу течения в трубопроводе. Особенно удобно использовать пьезометрических график для тепловых сетей и других трубопроводов оборотных циклов, в которых рабочая жидкость подается по прямому трубопроводу к потребителю и возвращается по обратному трубопроводу, имеющему примерно такую же конфигурацию как и прямой, так как для построения такого графика не нужно моделировать в Гидросистеме обе части трубопровода. Достаточно смоделировать только подающую линию.
Для построения пьезометрического графика, необходимо выполнить расчет установившегося течения (изотермический, проектный или тепловой) подающего трубопровода, после чего выбрать пункт меню "Файл - Пьезометрический график". При этом появится окно, в котором будет необходимо указать:
путь построения графика - от какого до какого узла трубопровода необходимо сформировать пьезометрический график. Обычно в качестве начального узла выбирается узел-источник, где находится теплостанция, а в качестве конечного, либо наиболее удаленный потребитель, либо наиболее "проблемный" (по пути к которому потери давления на трение и местные сопротивления выше всего). Однако, при необходимости можно построить график и между любыми другими узлами трубопровода;
напор либо в начале, либо в конце обратной трубы - данное значение напора служит точкой отсчета, относительно которой будет выполняться расчет обратной линии трубопровода. По умолчанию полагается, что трубопровод обратной линии имеет точно такую же конфигурацию что и прямой (даже если они точь-в-точь не соответствуют друг другу, незначительными расхождениями можно пренебречь), и потери давления в нем полагаются такими же, как и в прямом (за исключением гидростатических потерь, которые полагаются такими же, но с противоположным знаком). Можно указать как напор в конце обратной трубы, если известно с каким напором продукт должен подаваться на всас циркуляционных насосов и нужно определить допустимые потери на потребителе, либо в начале обратной трубы, если наоборот, известны потери на потребителе (и как следствие, давление на выходе из потребителя) и нужно определить, с каким давлением продукт дойдет обратно до теплостанции;
линия статического напора - показывает напор в случае остановки перекачки и наносится на пьезометрический график горизонтальной линией (задавать ее не обязательно);
давление насыщенных паров - данное поле необходимо заполнять только в случае, если свойства продукта заданы в явном виде и при этом давление насыщенных паров не указано. При моделировании перекачиваемого продукта с помощью термодинамических библиотек задавать отдельно давление насыщенных паров не нужно, так как библиотеки умеют его считать автоматически.
По умолчанию график для обратного трубопровода генерируется автоматически, исходя из предположения, что его геометрия совпадает с геометрией подающей линии. Однако, при необходимости, если расчетная модель трубопровода включает в себя не только подающую линию, но и обратную, можно построить график для обратного трубопровода по рассчитанным данным. Для этого необходимо выключить опцию "Автоматически генерировать график для обратного трубопровода по геометрии прямого" и ввести номер начального и конечного узла обратной линии (обратите внимание, что данная функция будет работать только в случае, если количество узлов в графике для прямого и обратного трубопровода одинаково). Напор в начале/конце обратной трубы в этом случае задавать не нужно.
После ввода всех данных и нажатия на кнопку "Ок" программа предложит выбрать возможные пути построения пьезометрического графика. Для трубопроводов, содержащих кольца, таких путей может быть несколько. При нажатии на кнопку "Показать" выделенный путь будет отображен голубым цветом на схеме:
Выберите интересующий вас путь и нажмите "Ок". После этого откроется стандартное окошко, в котором нужно будет указать имя файла данных (в формате .csv) для построения пьезометрического графика. И после сохранения этого файла, при наличии установленного Microsoft Excel на компьютере, будет автоматически сгенерирован файл Excel (в той же директории с таким же наименованием, что и csv-файл данных), на одном листе которого будет таблица с данными, на другом - диаграмма, на которой отображаются следующие кривые:
кривая рельефа (абсолютной высоты – Z) трубопровода;
линия статического напора (напор в системе в случае остановки перекачки);
кривые полного напора (но без составляющей скоростного напора) для прямой и обратной трубы – при построении данных кривых от кривой рельефа по оси ординат откладывается пьезометрический напор P/(g*ρ), где P – давление, ρ – плотность перекачиваемой жидкости при данных температуре и давлении в трубе, g – ускорение свободного падения. Другими словами, кривые задаются формулой Z+P/(g*ρ);
кривая кавитации для прямой трубы, определяемая формулой Z+(P-Pнас)/(g*ρ), где Pнас - давление насыщенных паров перекачиваемой жидкости при данной температуре в трубе. Второе слагаемое данной формулы представляет собой кавитационный запас.
Объединение участков трубопровода
В программе предусмотрена функция объединения расположенных по соседству друг с другом прямых участков труб, имеющих одинаковые свойства (диаметры, шероховатости, параметры расположения и т.д.) и одинаковое направление в пространстве. При объединении несколько следовавших подряд друг за другом участков превращаются в один прямой участок трубы с длиной, равной сумме длин исходных участков. Такая функция может потребоваться, к примеру, для более удобной работы с трубопроводами, импортированными из других программ и файлов (pcf, AVEVA и т.д.), так как зачастую при импорте данных каждая мелкая деталь трубопровода (вроде фланцев, прокладок между ними и т.д.) импортируется как отдельный участок с микроскопической длиной. С помощью данной команды можно объединять такие участки.
Для объединения участков выделите либо ветвь, в которой нужно объединить участки, либо весь трубопровод (если нужно выполнить объединение для участков всех ветвей) и нажмите кнопку 
Панели редактирования или используйте соответствующую команду меню "Правка" или контекстного меню, вызываемого нажатием правой кнопкой мыши на элемент в дереве проекта.
В Гидросистеме предусмотрена функция автоматического пересчета геометрических характеристик различных элементов трубопровода согласно их расположению на графической схеме. К ним относятся:
углы отводов и перепады высот на отводах;
перепады высот на переходах;
длины и перепады высот прямых участков со включенной опцией "труба, замыкающая контур".
Дело в том, что изначально указанные выше параметры задаются пользователем вручную в исходных данных, и их значения могут не соответствовать расположению этих элементов на схеме (к примеру, пользователь смоделировал схему так, что отвод "поворачивает" вверх, но при этом забыл задать для него перепад высот). Опция "пересчет по графике" устраняет эти разночтения, рассчитывая геометрические параметры отводов, переходов, и т.д. согласно их графическому расположению и автоматически прописывая их в исходные данные для расчета данных элементов. Для запуска пересчета по графике для всех элементов трубопровода используйте опцию меню "Сервис - Пересчет по графике". Если пересчет по графике нужно выполнить для какого-то одного элемента трубопровода, выделите его и используйте соответствующую кнопку в Окне параметров:
Обратите внимание, что функция "Пересчета по графике" будет доступна только при включенном представлении схемы в масштабе и показе изделий в настройках графического отображения схемы на Панели параметров графики (кроме того, в настройках программы при этом должна быть включена опция "Точная графическая схема при представлении в масштабе"). В противном случае графическое отображение схемы является условным, и расположение элементов на графике может не соответствовать в точности их реальному расположению в трубопроводе. Из-за этого пересчет по графике может дать некорректные результаты, потому он в этих режимах недоступен.
Кроме того, в настройках программы можно включить опцию "Пересчитывать геометрические характеристики объектов по графике перед каждым расчетом" - в этом случае пересчет по графике будет автоматически производиться перед каждым расчетом.
При запуске опции меню "Сервис - Пересчитать расположение" все заданные пользователем направления участков и других элементов трубопровода будут игнорированы, и расположение элементов на схеме пересчитается. Данная опция является устаревшей и в последних версиях Гидросистемы, как правило, не используется. Ее использование было актуально в очень старых версиях Гидросистемы, в которых еще не было возможности задания пространственного расположения элементов (в виде проекций их длин на координатные оси X, Y и Z). С помощью данной опции можно было "перерисовать" схему трубопровода так, чтобы минимизировать наложения элементов трубопровода друг на друга. В современных реалиях особой практической пользы от этой опции нет.
Устранение нестыковок перепадов высот
В Гидросистеме предусмотрена специальная функция автоматического поиска и устранения неточностей в перепадах высот на элементах, находящихся в замкнутых контурах. Дело в том, что значения перепадов высот на элементах и вертикальных проекций участков труб очень важны в гидравлических расчетах (особенно для течений, содержащих жидкую фазу), поскольку от их величин зависят гидростатические перепады на элементах (вклад которых в суммарное сопротивление обычно очень велик). Поэтому ошибки и неточности в вертикальных проекциях и перепадах высот элементов трубопровода могут вызвать значительную погрешность расчета. А если эти неточности содержатся в замкнутых контурах кольцевых трубопроводов, это может вызвать и проблемы со сходимостью расчетов таких трубопроводов.
В качестве наглядного примера таких ошибок ниже приведена схема трубопровода, в которой поток различными путями следует из узла 1 в узел 6. И как легко видеть, где-то для одного (или нескольких) участков замкнутого контура имеется ошибка в значениях длин/перепадов высот, из-за которой у узла 5 происходит "разрыв" схемы:
То есть, математически при расчете это будет означать, что потоку чтобы подняться от узла 2 к узлу 5 по "левому плечу" трубопровода нужно преодолеть одну высоту (и затратить одно количество энергии на этот подъем), а по "правому плечу" - совсем другое. Если величина этой неточности небольшая, то это вызовет лишь небольшую погрешность в расчете распределения потоков между левым и правым "плечом" (рассчитанный расход по правому "плечу" получится больше, чем по левому). Но если эта неточность будет достаточно большой, это может вызывать принципиальные изменения в картине происходящего в трубопроводе (к примеру, в расчете может оказаться, что поток по левому плечу идет "задом наперед", будучи не способным преодолеть такой перепад высот, и возникает эдакая "рециркуляция") вплоть до того, что задача вообще не будет иметь решений.
К сожалению, невозможно однозначно определить, где лежит граница между "небольшой" и "достаточно большой" (чтобы вызвать проблемы) неточностью перепадов высот. Это зависит от многих факторов (от величин расходов и давлений в системе, от величин других сопротивлений ветвей и т.д.), и если в одном трубопроводе неточность по высоте в 20-30 см вызовет лишь небольшую погрешность расчета, то для другой схемы такая неточность может быть критичной. Поэтому на всякий случай при моделировании схемы в программе лучше уделять особое внимание заданию вертикальных проекций участков труб и перепадов высот на отводах и переходах, расположенных в трубопроводах с замкнутыми контурами.
Однако, если где-то все-таки была допущена неточность, мешающая расчету, при попытке расчета такого трубопровода программа выдаст об этом соответствующее сообщение в протоколе расчета, указав на схеме место (голубым цветом), где обнаружена неточность по высотам, и ее величину:
Тут важно понимать, что достоверно определить, на каком именно элементе замкнутого контура допущена ошибка, программа в принципе не может - в примере выше эта ошибка может быть как на "левом" вертикальном участке, так и на "правом" (так и на горизонтальных участках контура - вдруг они на самом деле наклонные и пользователь забыл задать для них проекции на ось Z). Однозначно определить, где ошибка, может только пользователь, проверив введенные исходные данные по всем элементам. Поэтому сообщение в протоколе расчета о том, что "нестыковка суммарных перепадов высот на данной конкретной ветви", не стоит воспринимать буквально (оно означает, что нестыковка обнаружена в данной ветви, но не факт, что ошибка в исходных данных допущена именно в этой ветви, а не, к примеру, в соседней) - ее следует понимать как сигнал, что где-то в данном замкнутом контуре имеется неточность. И чтобы можно было выполнить расчет трубопровода, эту неточность необходимо исправить - для этого можно использовать специальный сервис устранения нестыковок по высотам, запустив соответствующую команду меню "Сервис". Данная функция работает следующим образом: для всех элементов трубопровода будет выполнен "Пересчет по графике" (подробнее об этом см. тут) и для каждого замкнутого контура в трубопроводе произвольно (!) один из участков труб будет назначен в качестве "трубы, замыкающей контур" за тем, чтобы длины его проекций на координатные оси были пересчитаны так, чтобы устранить неточность в замкнутом контуре. После устранения нестыковок расчет трубопровода будет выполняться. Однако, обратите внимание, что замыкающий участок в этом алгоритме выбирается произвольно. Как уже было упомянуто выше, программа "не знает", где именно ошибка в замкнутом контуре, поэтому не исключено, что эта ошибка будет исправлена совсем не в том элементе трубопровода, на котором она была допущена. Так что данный сервис рекомендуется использовать только в самых крайних случаях, желательно находить и устранять такие ошибки самостоятельно, проверив правильность ввода исходных данных по геометрии трубопровода в программу.
Обратите внимание, что функция устранения нестыковок будет доступна только при включенном представлении схемы в масштабе и показе изделий в настройках графического отображения схемы на Панели параметров графики (кроме того, в настройках программы при этом должна быть включена опция "Точная графическая схема при представлении в масштабе"). В противном случае графическое отображение схемы является условным, и расположение элементов на графике может не соответствовать в точности их реальному расположению в трубопроводе. Из-за этого пересчет по графике может дать некорректные результаты, потому и сервис устранения нестыковок в этих режимах недоступен.
Топологический анализ схемы трубопровода
В Гидросистеме предусмотрен специальный сервис, позволяющий анализировать "связность" рассчитываемой модели трубопровода и диагностировать в ней расчетно-независимые фрагменты. Данный сервис полезен в тех случаях, когда интересно разобраться, как осуществляется расчет трубопровода (какие его фрагменты рассматриваются и рассчитываются независимо друг от друга), а также если при расчете трубопровода возникают ошибки "Трубопровод состоит из нескольких частей..." или "Система распадается на несвязные области...", связанные с ошибками при построении модели трубопровода или недостаточными для расчета данными. Подробно работа данного сервиса описана тут.
В Гидросистеме предусмотрена функция соединения двух любых узлов трубопровода новой ветвью. Для запуска данной функции используйте пункт меню "Сервис - Связать узлы...":
В появившемся окне нужно указать, какие узлы необходимо соединить и опционально указать наименование соединяющей их ветви. После этого к трубопроводу добавится новая ветвь, соединяющая данные узлы, в которой будет содержаться прямой участок трубы с длиной и направлением, соответствующими расстоянию между данными узлами (обратите внимание, что диаметр добавленной ветви будет не задан - при необходимости его можно затем задать вручную). Данную команду в частности удобно использовать для объединения несвязных фрагментов в трубопроводе.