Практические советы по работе в программе

В данном разделе приводится перечень практических задач, часто встречающихся при работе с Гидросистемой, с указанием способов их решения в программе и ссылок на соответствующие разделы справочной системы, в которых о них подробно рассказывается.

Как смоделировать прямоугольное/квадратное сечение трубопровода, ''трубу в трубе'' и т.д.

В расчетах в Гидросистеме рассматриваются только трубы круглого сечения, однако трубы и каналы любой другой формы тоже можно смоделировать в программе как обычную цилиндрическую трубу с диаметром, эквивалентным данному некруглому сечению. В гидродинамике такой диаметр называют "гидравлическим диаметром" или "эквивалентным диаметром". Он определяется как:

где Dг - эквивалентный диаметр, А - площадь внутреннего сечения трубы/канала, Р - смоченный периметр трубы/канала (с которым непосредственно соприкасается перекачиваемая среда).

Исследования показывают, что при использовании эквивалентного диаметра законы сопротивлений в турбулентном потоке, полученные для труб круглого сечения, остаются справедливыми и для труб и каналов с другими форами. Ниже приведены формулы расчетов эквивалентного диаметра для некоторых часто встречающихся форм сечений:

Как смоделировать заглушку

Отдельного элемента "заглушка" в Гидросистеме нет, однако ее легко можно смоделировать как закрытую арматуру (любого типа). О том, как смоделировать закрытую арматуру, подробно рассказывается тут.

Как смоделировать нестандартные элементы трубопровода

Смоделировать какие-либо элементы/детали схемы трубопровода, которых среди стандартных типов элементов в Гидросистеме не имеется, можно несколькими способами:

1. Как сопротивление с известным коэффициентом сопротивления. Коэффициент местного сопротивления для данного элемента можно найти в соответствующей справочной литературе (к примеру, в справочниках гидравлических сопротивлений Идельчика, Миллера, Крейна и других авторов) или в паспортных характеристиках моделируемого изделия. Если коэффициент местного сопротивления не известен, но известен перепад давления на данном элементе (для определенной среды с определенным расходом/скоростью) или же имеется зависимость перепада давлений от расхода, то коэффициент местного сопротивления можно легко определить через перепад давлений по по известной формуле Вейсбаха (Δp=ζρw2/2, где ρ и w – соответственно, плотность и скорость движения продукта, Δp - перепад давлений, ζ - коэффициент местного сопротивления). Обратите внимание, что формула Вейсбаха показывает связь только местного гидравлического сопротивления элемента со скоростью и свойствами потока. Поэтому если на моделируемом элементе возникает также гидростатический перепад давлений (если точки входа и выхода потока из него находятся на разных высотах), необходимо обязательно уточнить, включает ли в себя известный перепад давления на элементе эту гидростатическую составляющую. Если включает, то необходимо ее вычесть из перепада давления и смоделировать отдельно (как элемент подъем/опуск), а по оставшейся "местной" части сопротивления рассчитывать коэффициент местного сопротивления по формуле Вейсбаха. Если же известный перепад давления на элементе представляет собой только местные потери на данном элементе, то коэффициент местного сопротивления следует рассчитывать по этому значению (ничего из него не вычитая), но гидростатические потери все равно необходимо также смоделировать отдельно как соответствующий подъем/опуск;

2. Как арматуру с известным коэффициентом пропускной способности Kv. Этот способ подходит преимущественно для арматуры различных типов, для которых в справочной литературе, в паспортных характеристиках или каталоге производителя можно найти величину коэффициента пропускной способности Kv (или Cv, по величине которого легко рассчитать коэффициент Kv как Kv = 0.864*Cv);

3. Как сопротивление с известным перепадом давления (если этот перепад известен для данного элемента в явном виде). Данный элемент следует использовать с осторожностью, так как он будет адекватно описывать поведение моделируемого элемента схемы только в случае, когда расход продукта через данный элемент является известной и постоянной величиной. Если расход через данный элемент неизвестен/нефиксирован, сопротивление с известным перепадом давления использовать не следует (подробнее об этом см. тут).

Как смоделировать различное оборудование

При моделировании оборудования прежде всего важно различать "проточные" аппараты, при прохождении которых поток остается неразрывным, и аппараты, в которых происходит разрыв потока. В качестве примера аппаратов первого типа можно привести теплообменники различных видов, в качестве второго, например, бак, в котором поток поступает над уровнем жидкости, а отводится, разумеется, под ним. О моделировании аппаратов с разрывом потока подробно рассказывается тут. Что же касается проточных аппаратов, их можно смоделировать несколькими способами:

1. Как сопротивление с известным перепадом давления. Перепад давления на аппарате обычно можно найти в его паспортных характеристиках. Однако, данный тип элемента следует использовать с осторожностью, так как он будет адекватно описывать поведение моделируемого аппарата только в случае, когда расход продукта через него является известной и постоянной величиной. Если расход через аппарат неизвестен/нефиксирован, сопротивление с известным перепадом давления использовать не следует (подробнее об этом см. тут);

2. Как сопротивление с известным коэффициентом сопротивления. Данный способ моделирования оборудования лишен недостатков предыдущего и его можно использовать в любых случаях. Суммарный коэффициент местного сопротивления всех элементов аппарата, через которые проходит поток, в паспортных характеристиках аппарата имеется далеко не всегда (для некоторых "типовых" аппаратов, вроде теплообменников эти коэффициенты можно найти в справочной литературе). Поэтому если коэффициент местного сопротивления не известен, но известен перепад давления на аппарате (для определенной среды с определенным расходом/скоростью) или же имеется зависимость перепада давлений от расхода, то коэффициент местного сопротивления можно легко определить через перепад давлений по известной формуле Вейсбаха (Δp=ζρw2/2, где ρ и w – соответственно, плотность и скорость движения продукта, Δp - перепад давлений, ζ - коэффициент местного сопротивления). Обратите внимание, что формула Вейсбаха показывает связь только местного гидравлического сопротивления элемента со скоростью и свойствами потока. Поэтому если на моделируемом аппарате возникает также гидростатический перепад давлений (если точки входа и выхода потока из него находятся на разных высотах), необходимо обязательно уточнить, включает ли в себя "паспортный" перепад давления на аппарате эту гидростатическую составляющую. Если включает, то необходимо ее вычесть из перепада давления и смоделировать отдельно (как элемент подъем/опуск), а по оставшейся "местной" части сопротивления рассчитывать коэффициент местного сопротивления по формуле Вейсбаха. Если же "паспортный" перепад давления на аппарате представляет собой только совокупность местных потерь и потерь на трение, то коэффициент местного сопротивления следует рассчитывать по этому значению (ничего из него не вычитая), но гидростатические потери все равно необходимо также смоделировать отдельно как соответствующий подъем/опуск.

Как моделировать наклонные трубы

Уклон трубы вверх или вниз определяет гидростатические потери давления на подъем (или же наоборот, прирост напора при спуске продукта сверху вниз), поэтому его учет особенно важен при расчете течений сред с высокими плотностями - жидкостей, газожидкостных смесей и смесей жидкостей с твердыми частицами, а также "плотных" газов (к примеру, водяного пара с высоким давлением, суперкритических флюидов и т.д.). В Гидросистеме наклон трубы можно смоделировать двумя способами:

1. С помощью проекции длины трубы на координатную ось Z (подробнее о задании труб см. тут). Данный способ является наиболее точным, поэтому он особенно рекомендуется к применению для расчетов потоков, в которых плотность продукта заметно меняется по ходу течения. В этом случае для каждого участка трубы необходимо в исходных данных задать длины его проекций на соответствующие координатные оси. В качестве примера на рисунке ниже приведен участок трубы, направленный вдоль оси X с уклоном вверх по вертикальной оси Z:

Соответственно, если проекции этого участка известны изначально, необходимо для него по оси X задать длину Lx (положительное значение), по оси Z - высоту подъема h (положительно значение, так как это подъем).

Если проекции неизвестны, а известна только общая длина трубы L и угол уклона α, то h и Lx легко определить как h=L*sin(α), Lx=L*cos(α).

Если известна длина трубы L и высота подъема h, то в Гидросистеме можно сначала задать общую длину участка и перепад высот (высоту подъема) на нем - при этом направление участка будет выбрано произвольным образом по оси X или Y. Однако, при необходимости его затем можно скорректировать.

Если труба с наклоном вниз, все делается аналогично, только проекция на ось Z (или перепад высот) задается со знаком минус.

2. С помощью элемента подъем/опуск. Пример использования данного подхода показан на рисунке ниже:

Если рассчитываемый фрагмент трубопровода состоит из нескольких участков, каждый из которых имеет свою длину и свою величину уклона, то в Гидросистеме такой фрагмент можно смоделировать как последовательность горизонтального прямого участка трубы с длиной, равной L1+L2+L3+L4 и элемента Подъем/опуск с высотой подъема/спуска, равной h1+h2+h3+h4 (обратите внимание, что при сложении необходимо учитывать знаки каждой из составляющих - к примеру, для трубопровода на рисунке выше h3 необходимо подставлять со знаком минус, так как 3-ий участок в отличии от других идет с наклоном вниз, а не вверх). То есть, потери на трение в трубе моделируются отдельно в виде горизонтального участка трубы, а гидростатические потери - на элементе Подъем/опуск.

Данный способ более удобен, так как не придется разбивать трубопровод на отдельные участки и задавать их по отдельности. Однако, он является менее точным, и его не рекомендуется использовать при расчете сред, плотности которых заметно меняются по ходу течения. Кроме того, данный способ подходит только для расчета общего перепада давлений на рассчитываемом фрагменте трубопровода, и с его помощью невозможно точно рассчитать значения давлений в каких-либо промежуточных точках трубопроводной линии (к примеру, если вам нужно рассчитать давление в конце 2-го участка на рисунке выше, данный способ не подойдет).

Как моделировать трубопроводы с замкнутыми контурами

При моделировании трубопроводов, содержащих различного рода замкнутые контуры (в том числе байпасирующие линии, линии рециркуляции продукта или любые другие трубопроводные системы, в которых продукт может попасть из одной точки в другую двумя и более различными путями), важно помнить, что по сути своей они задаются точно так же, как и любые другие виды трубопроводов. Точно так же трубопровод складывается из ветвей, ветви из участков (подробнее об этом см. тут), просто в этом трубопроводе разные ветви будут "вести" продукт разными путями между одними и теми же узлами трубопровода. Ниже показаны примеры построения моделей трубопроводов такого типа.

1. В трубопроводе на рисунке ниже продукт подается из узла 1 в узел 4 (данный фрагмент показан на рисунке "в объеме") и к нему необходимо добавить байпас, показанный тонкой линией:

Исходная часть трубопровода состоит из трех ветвей: первая соединяет узлы 1 и 2, вторая - узлы 2 и 3 и третья - узлы 3 и 4. Чтобы смоделировать байпасирующую линию, необходимо просто добавить к исходному трубопроводу еще одну ветвь, направленную из узла 2 в узел 3. После этого к данной ветви добавляются составляющие ее участки труб, отводы и другие элементы, в результате чего получится данная схема. Обратите внимание, что для новой ветви нужно в качестве начального и конечно узла задать именно узлы 2 и 3. Если, к примеру, направить эту ветвь из узла 2 в какой-то другой узел 5, в расчете это будет трактоваться не как замкнутый контур, а как ответвление потока, идущее в совершенно другую точку 5 (даже если положение узлов 3 и 5 на схеме будет совпадать).

Кроме того, при моделировании трубопроводов с замкнутыми контурами в некоторых случаях бывает удобно использовать для труб опцию "Труба, замыкающая контур" - с ее помощью можно точно рассчитать размеры любого участка замкнутого контура по введенным длинам проекций других элементов данного контура. Наглядно продемонстрировать работу данной опции можно на показанном выше примере - предположим, что при построении байпасирующей линии где-то была допущена ошибка, в результате чего смоделированная схема выглядит вот так:

Очевидно, что где-то при моделировании трубопровода допущена ошибка (в данном случае она связана с тем, что не были учтены размеры двух отводов), из-за чего схема в узле 3 "разъезжается". Чтобы исправить эту ошибку, необходимо выделить в замкнутом контуре участок трубы, правильность ввода проекций которого вызывает наибольшие "подозрения" и включить для него опцию "Труба, замыкающая контур":

При этом программа рассчитает, какими должны быть проекции данного участка, чтобы контур замыкался идеально (сам участок при этом показывается на изометрической схеме бледно-серой линией). Чтобы затем "принять" рассчитанные программой длины проекций и определить по ним длину и перепад высот на участке, нажмите кнопку "Пересчета по графике" (в форме синего "калькулятора") для данного участка.

Обратите внимание, что данная кнопка отображается, только если в настройках графического отображения схемы (на Панели параметров графики) включено представление схемы в масштабе и показ изделий (а также в настройках программы при этом должна быть включена опция "Точная графическая схема при представлении в масштабе"). В противном случае использовать опцию "труба, замыкающая контур" не рекомендуется, так как при отключенном показе изделий и/или представлении в масштабе расчет проекций замыкающего участка может быть некорректен. Также следует отметить, что если в настройках программы включена опция "Пересчитывать геометрические характеристики объектов по графике перед каждым расчетом", то нет необходимости нажимать кнопку "Пересчет по графике" для каждого замыкающего участка. При расчете параметры всех замыкающих участков в трубопроводе будут автоматически пересчитаны по определенным программой длинам проекций.

Опцию "труба, замыкающая контур" рекомендуется использовать в тех случаях, когда вы не уверены в правильности введенной длины/проекций какого-либо участка трубопровода. При корректном моделировании замкнутого контура необходимости использовать данную опцию нет.

2. На рисунке ниже показана трубопроводная система, в которой поток перекачивается "по кругу" насосом:

Чтобы смоделировать такой трубопровод в Гидросистеме, необходимо добавить к трубопроводу две ветви - одну направленную из узла 1 в узел 2, другую - из узла 2 в узел 1. После этого к ветвям необходимо добавить составляющие их участки труб, отводы и другие элементы, в результате чего получится данная трубопроводная система. Здесь важно упомянуть, что формально данный трубопровод можно было бы построить и состоящим из одной единственной ветви, имеющей один и тот же начальный и конечный узел - к примеру, вот так (направив ветвь из узла номер 1 в узел номер 1):

Однако, к сожалению, в настоящий момент в Гидросистеме не поддерживаются расчеты трубопроводов, в которых кольца состоят из одной ветви, поэтому просчитать такой трубопровод будет невозможно - замкнутый контур необходимо складывать из двух (или более) ветвей.

3. На рисунке ниже показан еще один пример трубопровода с замкнутым контуром (включающем узлы 2, 3, 4, 5, 7):

Чтобы смоделировать данный трубопровод в Гидросистеме, необходимо к нему добавить следующие ветви:

После этого к ветвям необходимо добавить составляющие их участки труб, отводы и другие элементы, в результате чего получится данная трубопроводная система. Данные ветви можно добавлять в любом порядке - к примеру, можно сначала построить "кольцо", а затем добавить к нему ответвления. Или же сначала смоделировать путь движения потока от узла 1 до узла 6 по одному из "маршрутов", после чего добавить параллельный путь и затем добавить ответвления к узлам 8, 9 и 10 и т.д. Принципиального значения порядок добавления ветвей не имеет - главное, чтобы все ветви были добавлены к трубопроводу и для всех них были указаны корректные номера начальных и конечных узлов.

Обратите внимание, что в процессе моделирования замкнутого контура (пока он целиком не построен) схема может "разрываться", и один и тот же узел может оказываться в двух положениях. К примеру, вот как показанная выше схема будет выглядеть в тот момент, когда к ней добавили последнюю ветвь из узла 7 в узел 5 (в то время как все остальные ветви уже смоделированы) и добавили к этой ветви только первый участок:

В этот момент узел 5 будет одновременно находиться в двух различных положениях. Это абсолютно нормально, поскольку моделирование схемы еще не завершено. Как только в схему будет добавлен последний участок последней ветви, все подобные "разрывы" будут устранены и каждая точка трубопровода окажется на своем месте (при условии, что все элементы трубопровода смоделированы корректно, без ошибок - о возникновении ошибок в замкнутых контурах подробно рассказывается тут).

Кроме того, при моделировании трубопроводов с замкнутыми контурами важно помнить о том, что точного представления расчетной схемы на графике можно добиться только при включении Представления в масштабе и Показа изделий в Параметрах графики (кроме того, в настройках программы должна быть включена опция "Точная графическая схема при представлении в масштабе"). В противном случае схема будет представлена в упрощенном виде без учета реальных размеров элементов (или даже их направлений в пространстве) на схеме. К примеру, вот как показанная выше схема отображается при отключении представления в масштабе:

Для расчета это, конечно, не принципиально, но для удобства работы с такими схемами рекомендуется моделировать их с включенным Представлением в масштабе и Показом изделий.

Также при моделировании ветвей, составляющих замкнутый контур, следует помнить, что направления этих ветвей при выполнении изотермического и теплового расчета принципиального значения не имеют. Даже если ветвь задана в направлении противоположном направлению потока в ней, на расчете это никак не отразится - расходы во всех промежуточных ветвях трубопровода при изотермическом и тепловом расчете определяются автоматически, программа просто рассчитает для такой ветви "отрицательный расход" (подробнее об этом см. тут). Так что соблюдать корректные направления ветвей при моделировании замкнутых контуров необязательно. Это важно разве что при выполнении проектного расчета, так как для данного вида расчета заданные направления потоков в конечном счете будут определять то, какие необходимы диаметры ветвей для данного трубопровода.

Как моделировать регулирующие устройства

Если регулирующее устройство (регулятор расхода, давления или других параметров) уже подобрано и его характеристики известны, то его можно смоделировать как арматуру с известной величиной коэффициента пропускной способности Kv (подробнее об этом см. тут). Если же параметры настройки регулятора неизвестны и их необходимо определить, то для этих целей можно использовать элемент регулирующий клапан (если нужно подобрать регулятор расхода) или сервис подбора параметров (для подбора регуляторов давления, расходов и других величин).

Как перекрывать ветви трубопровода

В некоторых случаях может потребоваться просчитать работу трубопровода в таких режимах, когда некоторые из его ветвей перекрыты (к примеру, перекрыты неиспользующиеся "перемычки" и байпасы или же часть источников и/или потребителей отключены). В этом случае нужно просто добавить в такую ветвь арматуру любого типа и задать ей закрытое состояние. Для задвижек это состояние моделируется относительной высотой подъема штока равной нулю, для дисковых затворов - углом поворота 90 градусов, для всех других типов арматуры - коэффициентом Kv=0 (более подробно об этом см. тут).

Как вставить арматуру или другой элемент в середину трубы

Ниже приведен пример трубопровода, состоящего из одного участка длиной 100 метров, в который нужно вставить, к примеру, шаровой кран через 20 метров от начала трубы:

Сделать это можно двумя способами:

1. Задать данному участку трубы длину 20 метров вместо 100, добавить после него кран шаровой, после чего добавить еще один участок трубы длиной 80 метров:

2. Вставить узел на расстоянии 20 метров от начала участка, после чего либо в конце первой, либо в начале второй из полученных двух ветвей добавить шаровой кран:

Оба способа равносильны с точки зрения расчета, так что можно использовать любой из них. Однако, первый способ более "изящный" так как он не приводит к ненужному разделению исходной ветви на две, что будет более удобно с точки зрения представления результатов расчета. Хотя при необходимости и во втором способе можно затем удалить "лишний" вставленный узел (о том, как удалять узлы см. тут) и получить модель трубопровода абсолютно идентичную, полученной первым способом.

Как копировать/вставлять/удалять фрагменты трубопровода

В Гидросистеме предусмотрена возможность копирования/вставки как отдельных ветвей и сопротивлений, так и целых фрагментов трубопровода, состоящих из нескольких элементов. Рассмотрим это на примере трубопровода, схема которого приведена на рисунке ниже. В этом трубопроводе необходимо скопировать фрагмент от узла 3 до узла 8 и вставить его так, чтобы он выходил из узла 4 и следовал в новый узел трубопровода (к примеру, номер 10):

Это можно сделать несколькими различными способами:

Способ №1 - копирование нескольких элементов ветви. Для этого нужно:

1. Добавить к трубопроводу еще одну ветвь и задать ей в качестве начального узел 4, в качестве конечного - узел 10;

2. Выделить на схеме или в дереве проекта все элементы из ветви "3-8" (кроме тройника) - для выделения нескольких элементов сначала выделите первый из них и затем нажав и удерживая клавишу Shift, выделите последний (если нужно выделить не все, а только некоторые из элементов данной ветви, после выделения первого элемента нажимайте и удерживайте клавишу Ctrl и по очереди кликайте на все элементы, которые необходимо выделить);

3. Выбрать команду Копировать Панели редактирования или меню Правка (или просто нажать Ctrl+C на клавиатуре);

4. Выделить в дереве проекта добавленную на шаге 1 ветвь из узла 4 в узел 10 и выбрать команду Вставить Панели редактирования или меню Правка (или просто нажать Ctrl+V на клавиатуре).

Способ №2 - копирование ветви целиком. Для этого нужно:

1. Выделить исходную ветвь "3-8" трубопровода в дереве проекта и скопировать ее, выбрав команду Копировать Панели редактирования или меню Правка (или просто нажать Ctrl+C на клавиатуре);

2. Вставить скопированную ветвь, выбрав команду Вставить Панели редактирования или меню Правка (или просто нажать Ctrl+V на клавиатуре). Обратите внимание, что при этом вставленная ветвь в дереве проекта будет иметь такое же наименование, как и исходная, но номера начального и конечного узла у нее будут совершенно другими - никак не связанными с остальной частью трубопровода. Поэтому следующим шагом нужно:

3. Задать вставленной ветви в качестве начального узел 4, в качестве конечного - узел 10.

Способ №3 - копирование фрагмента трубопровода от одного узла до другого. Для наглядности рассмотрим это на примере копирования фрагмента от узла 2 до узла 6 и вставки его в узел 4. В отличие от рассмотренного выше случая копирования элементов между узлами 3 и 8, здесь уже копирование отдельной ветви или элементов ветви будет не совсем удобно, поскольку нужно скопировать несколько элементов из разных ветвей. Поэтому в данном случае удобнее использовать копирование фрагмента трубопровода от одного узла до другого. Для этого нужно:

1. Выделить на схеме узел 2, нажать и удерживать клавишу Shift, после чего выделить на схеме узел 6;

2. Выбрать команду Копировать Панели редактирования или меню Правка (или просто нажать Ctrl+C на клавиатуре);

3. Выделить на схеме узел 4, в который необходимо вставить скопированный сегмент;

4. Выбрать команду Вставить Панели редактирования или меню Правка (или просто нажать Ctrl+V на клавиатуре) - при этом скопированные ветви вставятся в дерево проекта под теми же наименованиями, что и исходные ветви, но номера узлов у них будут корректные (программа присвоит новым узлам первые неиспользующиеся номера по порядку) и дальнейших правок не потребуется.

Каждый из способов может быть удобнее других в тех или иных случаях, поэтому рекомендуется использовать их в зависимости от ситуации.

Аналогичным образом можно и удалять фрагменты схем.

Как поменять ветви местами в дереве проекта

Прежде всего важно помнить, что порядок следования ветвей в дереве проекта для расчета значения не имеет. Однако, для удобства бывает нужно поменять некоторые из ветвей местами. Для этого выделите ветвь, которую необходимо "передвинуть", затем вырежьте ее в буфер обмена (с помощью команды Вырезать Панели редактирования или меню Правка или используя сочетание клавиш Ctrl+X на клавиатуре), после чего выделите ветвь, после которой должна следовать вырезанная ветвь и используйте команду Вставить Панели редактирования или меню Правка (или используйте комбинацию клавиш Ctrl+V).

Аналогичным образом можно "передвинуть" несколько ветвей. Для выделения нескольких ветвей выделите первую из них и затем нажав и удерживая клавишу Shift, выделите последнюю (если нужно выделить не все, а только некоторые из ветвей, после выделения первой ветви нажимайте и удерживайте клавишу Ctrl и по очереди кликайте на все ветви, которые необходимо выделить). И дальше аналогично используйте команды Вырезать и Вставить для нескольких ветвей.

Как одновременно поменять параметры нескольких элементов трубопровода

В Гидросистеме предусмотрена возможность групповой замены параметров ветвей или отдельных элементов трубопровода. Для этого их необходимо выделить в дереве проекта или в других окнах программы, после чего в Окне параметров отобразятся параметры, которые для них можно одновременно поменять. Для ветвей это будут значения диаметров, расходов, температур, шероховатостей и других характеристик, для участков- параметры расположения, теплоизоляции и т.д.

Для выделения нескольких элементов (ветвей или участков) выделите первый из них и затем нажав и удерживая клавишу Shift, выделите последний (если нужно выделить не все, а только некоторые из элементов, после выделения первого нажимайте и удерживайте клавишу Ctrl и по очереди кликайте на все элементы, которые необходимо выделить).

Как смоделировать трубопровод, разные части которого имеют различные параметры расположения, теплоизоляции и т.д.

Различные параметры расположения для разных элементов трубопровода можно смоделировать двумя разными способами. Первый способ - это использовать наследование параметров окружающей среды, теплоизоляции и т.д., как описано тут. Второй способ - это использовать групповую замену данных параметров (как рассказывалось тут), выделив те элементы, для которых необходимо задать параметры расположения, теплоизоляции и т.д., отличные от предыдущих.

Как автоматически рассчитывать перепады высот на отводах, переходах

Для этой цели в Гидросистеме есть отдельная специальная функция, подробно ее работа описана тут.

Как выполнить подбор диаметров только для части ветвей трубопровода (если для остальной части диаметры известны)

На практике встречаются случаи, когда конфигурация части трубопровода уже известна (к примеру, эта часть была спроектирована ранее или даже уже построена и к ней подключается другой проектируемый участок трубопроводной системы), включая диаметры ее ветвей и нужно подобрать диаметры только для остальной части трубопровода. В Гидросистеме для таких случаев можно выполнять проектный расчет трубопровода с частично заданными диаметрами. То есть, нужно для всех ветвей, для которых диаметры известны, задать их в исходных данных, а для остальных - не задавать. При проектном расчете программа определит только диаметры ветвей, для которых они были не заданы, а заданные оставит без изменений.

Как рассчитать требуемый напор насоса

Задача расчета требуемого напора насоса обычно имеет следующую постановку: известно начальное давление (Р1) в точке, откуда насос перекачивает продукт, известно, какое давление нужно получить в точке-потребителе, куда перекачивается продукт (Р2) и известен расход продукта, который необходимо прокачать (Q). Неизвестен требуемый напор насоса (Н):

На практике обычно эту задачу обычно делят на две части. Сначала отдельно рассчитывают часть трубопровода до насоса (всасывающую линию). В качестве граничных условий для данного расчета задается начальное давление Р1, требуемый расход продукта Q и определяется конечное давление - то есть, давление на входе в насос.

Затем отдельно моделируется и выполняется расчет части трубопровода после насоса (нагнетательной линии). В качестве граничных условий для данного расчета задается конечное давление Р2, требуемый расход продукта Q и определяется начальное давление - то есть, требуемое давление на выходе из насоса.

Затем из рассчитанного давления на выходе из насоса вычитается давление на входе в насос и полученная разница представляет собой разницу давлений, которую необходимо сообщить продукту, чтоб он перекачивался с требуемым расходом - то есть, требуемый напор насоса (в единицах давления, но его легко перевести в метры перекачиваемой жидкости, поделив его на плотность жидкости и ускорение свободного падения). Если вы затем хотите автоматически подобрать насос по рассчитанным параметрам, подробно об этом рассказывается тут.

Особым случаем является расчет требуемого напора насоса для циркуляционной системы, когда насос перекачивает продукт "по кругу" в замкнутом трубопроводе. Однако, принцип решения данной задачи абсолютно такой же, просто значения давлений Р1 и Р2 в этом случае будут одинаковы. Кроме того, важно помнить, что поскольку плотность жидкости, а следовательно, ее гидравлические потери практически не зависят от абсолютной величины давления, для циркуляционных систем можно в качестве Р1 и Р2 задавать любые (в разумных пределах) значения давлений, главное чтобы их величины были одинаковы.

Задачу расчета требуемого напора насоса можно решить и в рамках одного трубопровода (не деля схему на отдельно, всасывающую и нагнетательную линию), задав весь трубопровод целиком и смоделировав насос как... регулирующий клапан. На первый взгляд это может показаться странным (что насос моделируется как регулирующий клапан), однако, как уже упоминалось тут, перепад давления на регулирующем клапане в результатах расчета вполне может быть и отрицательной величиной. Это свидетельствует о том, что перекачиваемому продукту необходимо сообщить дополнительный напор для обеспечения требуемого расхода. И величина этого напора и будет являть собой требуемый напор насоса - программа автоматически рассчитает его и покажет в результатах как перепад давления на регулирующем клапане.

Как выгрузить результаты расчета в виде таблиц без оформления

Для экспорта только содержимого таблиц с исходными данным и результатами расчетов (без штампов и остального оформления) при выводе результатов расчета выберите вывод в формат Excel и в настройках вывода включите опцию "Экспортировать только данные таблиц". Более подробно об этом рассказывается тут.

Можно ли не задавать какие-либо из элементов трубопроводной системы

Конечно можно. Задача проектировщика не в том, чтобы как можно точно "воспроизвести" реальный трубопровод в его расчетной модели, а в том, чтобы построить адекватную расчетную модель данного трубопровода, в которой будут учтены все важные для данного расчета элементы и особенности. Поэтому если какими-то элементами схемы можно без серьезного ущерба точности пренебречь в расчете, то можно их не задавать. К примеру, если вашей целью является гидравлический расчет трубопровода протяженностью 2км, в котором имеется одна клиновая задвижка, то скорее всего гидравлическое сопротивление этой задвижки будет пренебрежимо мало по сравнению с потерями давления в двухкилометровых трубах. Поэтому при моделировании данного трубопровода задвижку можно не задавать. Однако, если вам нужно выполнить расчет гидроудара, вызванный закрытием данной задвижки, то ее нужно обязательно смоделировать. Таким образом в зависимости от контекста и постановки задачи один и тот же элемент трубопровода в одном случае может быть очень важен, в другом - нет.