Решение проблем

 

Ниже приведен перечень наиболее часто встречающихся проблем, возникающих при различных расчетах трубопроводов и других аспектах работы с Гидросистемой, с указанием путей их решения и ссылок на соответствующие разделы справочной системы, в которых рассказывается, как эти проблемы обойти.

 

 

При запуске программы выдается сообщения о том, что ключ не найден, не получена лицензия и т.д.

 

Если при запуске программы выдаются какие-либо сообщения, связанные с лицензиями и ключами, прежде всего следует проверить доступность ключа. Если используется локальный ключ, он должен быть подключен к компьютеру, на котором запускается Гидросистема; если ключ сетевой, то он должен быть установлен на компьютере (сервере), доступ к которому по сети имеется с компьютера, на котором запускается Гидросистема. Кроме того, проверьте установлены ли драйвера ключа защиты и корректно ли настроен доступ к ключу - более подробно об этом см. тут.

Если выдается ошибка "Программа не найдена в ключе", убедитесь, что вы используете правильный ключ, в котором прописана лицензия на Гидросистему. Если выдается ошибка "не совпадает номер версии", скорее всего это означает, что установленная у вас версия Гидросистемы более новая, нежели прописанная в вашем ключе защиты. О том, что делать в этом случае, см. тут.

 

 

Как узнать, какой у меня номер версии/какие версии Гидросистемы мне доступны

 

Номер установленной у вас версии Гидросистемы можно посмотреть, выбрав пункт меню "Справка - О программе" (там же можно посмотреть сведения о состоянии технической поддержки на программу):

 

 

 

Историю версий программы с датами выпусков всех версий и релизов можно посмотреть тут. Если у вас действующая техническая поддержка на программу, для вас доступны все версии, включая самую последнюю, которая обычно больше всего рекомендуется к использованию. Если срок технической поддержки на Гидросистему у вашей компании истек, найдите ваше свидетельство о предоставлении лицензии на программу (о нем см. ниже) и посмотрите в нем дату окончания действия гарантийной поддержки. Затем в истории версий найдите номер версии (именно версии, а не релиза), которая была выпущена последней перед этой датой - эта версия и все ее релизы (даже те, которые были выпущены после окончания срока действия вашей техподдержки) для вас доступны.

Обратите внимание, что в ключе защиты на программу прописывается не один определенный номер версии, а диапазон версий, с которыми программа будет работать. Поэтому если к примеру, вам по каким-то причинам потребуется вернуться к предыдущей версии Гидросистемы, которую вы использовали ранее, вы можете ее установить - с вашим ключом защиты она будет работать. Если при запуске программы выдается ошибка "не совпадает номер версии", это означает, что установленная у вас версия Гидросистемы более новая, нежели прописанная в вашем ключе защиты. Если вы уверены, что данная версия доступна для вас согласно гарантийному обслуживанию, вам просто нужно обновить информацию (о номере версии программы) в вашем ключе защиты. Ключ обновляется дистанционно и это требует минимум времени и усилий. Все что для этого нужно - это снять строку состояния ключа (подробнее об этом см. тут) и отправить ее в организацию, через которую вы приобретали Гидросистему. В ответ вам пришлют строку обновления, которую нужно будет загрузить в ключ, после чего новая версия программы с ним заработает.

 

 

При запуске расчета выдается сообщение об отсутствии лицензии на данный расчет

 

В этом случае прежде всего следует проверить, какая конфигурация программы закуплена в вашей организации. Эту информацию можно посмотреть в свидетельстве о предоставлении лицензии на программу, которое выдается при приобретении программы. Обычно оно выглядит примерно следующим образом:

 

 

Возможно просто требующийся для расчета модуль у вас не лицензирован, в этом случае его необходимо докупить (для этого отправьте соответствующий запрос по электронному адресу marketing@truboprovod.ru). Если же нужный модуль программы имеется, проверьте, возможно в настоящий момент Гидросистема используется на других компьютерах в вашей локальной сети и лицензия на нужный модуль занята. В этом случае необходимо дождаться освобождения лицензии. Если Гидросистему на всех других компьютерах закрыли, но лицензия при этом так и не освободилась, попробуйте перезагрузить компьютеры, на которых в последнее время запускали Гидросистему и компьютер-сервер с ключом. Возможно из-за каких-то локальных сбоев (к примеру, в локальной сети или в операционной системе) лицензия по-прежнему числится как занятая - после перезагрузки она освободится.

Если все вышеупомянутые инструкции не помогли, обратитесь в техподдержку программы.

 

 

При запуске программы выдается сообщение об импорте изменений в базе данных

 

Если на компьютере ранее были установлены другие (более старые) версии Гидросистемы или же если на данном компьютере используются другие программы НТП Трубопровод, такие как "Изоляция" или "Предклапан", то при запуске программы может выдаваться следующее сообщение:

 

 

Дело в том, что при установке новых версий программ Гидросистема, Изоляция и Предклапан (которые используют в своих расчетах общую базу данных теплоизоляционных материалов) вместе с ними устанавливается и новая база данных материалов, содержащая наиболее актуальные сведения по различным изоляционным изделиям. База данных постоянно пополняется разработчиками программ, и сведения в ней постоянно обновляются (более подробно о том, что из себя представляет база данных материалов и как с ней работать, рассказывается тут). При этом "старая" база данных материалов от предыдущей версии программы не удаляется, а сохраняется в той же директории, где лежит "новая" база данных, но под другим именем ("БД_Материалов_old.mdb"). Сделано это затем, что в этой базе данных могут иметься какие-либо пользовательские изменения (пользователь может редактировать информацию по материалам в базе - подробнее об этом см. тут). И чтобы эти изменения не пропали при установке новой версии программы, при первом запуске новой версии программа предлагает импортировать нужные записи из "старой" базы данных с пользовательскими изменениями в "новую" базу данных от последней версии (которая затем и будет использоваться в расчетах), выдавая указанное выше окно.

Дальнейшие действия зависят от того, имеются ли в "старой" базе данных материалов от прошлой версии какие-либо "полезные" пользовательские изменения, которые нужно импортировать.

 

1. Если вы (и ваши коллеги, включая тех, кто работает с другими программами НТП Трубопровод) никаких изменений в базу данных не вносили (или вносили, но "не важные" и в дальнейшей работе эти изменения вам не понадобятся), нажмите "Нет" в этом сообщении. В этом случае программа выдаст запрос на переименование файла "старой" базы данных:

 

 

Сделано это для того, чтобы можно было автоматически переименовать файл базы данных от прошлой версии (из "БД_Материалов_old.mdb" в "БД_Материалов_old_old.mdb") - таким образом и файл "старой" базы данных на всякий случай сохранится (вдруг в нем все-таки были какие-то полезные пользовательские записи, которые могут пригодиться в будущем), и данное сообщение с предложением импорта записей не будет выдаваться при каждом последующем запуске Гидросистемы (если файл базы данных не переименовать, запрос так и будет выдаваться). Нажмите "Да" для переименования файла "старой" базы данных и "Нет", если вы хотите затем вернуться к вопросу импорта изменений в базе данных позже.

Обратите внимание, что в некоторых случаях может быть невозможно переименовать файл "старой" базы данных - к примеру, если в этой директории уже имеется файл "БД_Материалов_old_old.mdb" (оставшийся от предыдущего обновления программы) или же если просто у вашей учетной записи пользователя Windows нет прав на запись в директорию, где расположены файлы баз данных. В этом случае после подтверждения переименования файлов в прошлом сообщении программа выдаст соответствующий запрос на удаление файла "старой" базы данных:

 

 

В зависимости от ситуации в этом окне можно выбрать либо "Да", если файл базы "старой" базы данных не нужен, либо "Нет", если вы хотите его сохранить (в этом случае нужно вручную скопировать файл "БД_Материалов_old.mdb" из директории, путь к которой отображается в окошке с сообщением, в какую-то другую папку).

Если же проблема с невозможностью переименования файла была связана с отсутствием для этого прав пользователя, то и при подтверждении удаления файла "БД_Материалов_old.mdb", его удаление завершится неудачей, после чего программа выдаст вот такое сообщение:

 

 

В этом случае все останется без изменений, и при каждом запуске Гидросистемы будет выдаваться запрос с предложением импорта изменений. В таких ситуациях рекомендуется либо вручную удалить или переименовать файл "БД_Материалов_old.mdb" (как предлагается в данном сообщении), либо запустить Гидросистему с правами администратора и повторить указанные выше операции. Такой запуск с правами администратора потребуется только единожды для удаления/переименования файла "старой" базы данных материалов. В последствии работать с программой можно будет и с обычными правами.

 

2. Если же вы или ваши коллеги (включая тех, кто работает с другими программами НТП Трубопровод) вносили изменения в параметры материалов в базе данных и хотите сохранить их для будущей работы, то в сообщении с запросом на запуск программы импорта изменений из "старой" базы данных в новую необходимо нажать "Да". В этом случае запустится программа импорта пользовательских изменений из "старой" базы данных в "новую":

 

 

При импорте изменений в базе данных происходит копирование данных из "старой" базы пользователя (под именем "БД_Материлов_old.mdb") в "новую" базу разработчика (под именем "БД_Материлов.mdb"). Программа импорта базы данных просматривает пользовательскую базу в поисках измененных или добавленных записей. Добавленные пользовательские записи просто добавляются в новую базу данных. При наличии измененных записей будет выдаваться запрос следующего вида:

 

 

Здесь можно либо заменить запись разработчика на свой вариант, либо оставить вариант разработчика. Если все различающиеся записи, начиная с некоторой, необходимо заменить на пользовательские или же наоборот, оставить без изменений, для этого можно использовать кнопку "Для всех".

По окончанию импорта все пользовательские записи базы данных изоляционных материалов перенесутся из файла "БД Материалов_old.mdb" в "БД Материалов.mdb" и последний будет использоваться при выполнении расчетов в программе.

 

После обновления базы данных материалов изоляции запустится программа обновления правил выбора материалов:

 

 

 

Если вы и ваши коллеги не используете программу "Изоляция", то можно просто отказаться от запуска программы, нажав кнопку "Отмена" (в этом случае старые правила выбора автоматически заменятся на новые). В противном случае правила следует обновить, нажав кнопку "Начать". При импорте правил выбора программа просматривает все проекты правил в "старой" базе данных. Если в ней встречаются проекты, отсутствующие в "новой" базе (то есть, проекты правил, созданные пользователем), то они копируются в новую базу автоматически. Если же какой-то проект присутствует как в старой, так и в новой базе, пользователю будет предложена возможность выбора – заменить "старый" проект на "новый" либо добавить старый проект в базу под другим именем:

 

 

Если начиная с некоторого все последующие проекты правил выбора нужно импортировать под новым именем или пропустить, нажмите для кнопку "Для всех".

 

 

 

 

Обратите внимание, что при запуске программы импорта изменений в базе данных или правил выбора могут последовательно выдаваться вот такие сообщения:

 

 

 

Такое может происходить в следующих случаях:

 

 

Кроме того, при необходимости программу импорта изменений в базе данных можно запустить отдельно, используя соответствующий пункт в меню "Пуск – Программы" или запуском файла UpdateBase.exe из директории установки Гидросистемы (по умолчанию C:\Program Files (x86)\truboprovod\hst):

 

 

Это может потребоваться, к примеру, в случае установки базы данных на сервере (при этом инсталляционный пакет может просто не найти старую копию базы). В окне программы импорта необходимо будет указать файл "старой" базы данных, из которой необходимо импортировать записи ("путь к базе данных пользователя") и файл "новой" базы, в которую их нужно перенести ("путь к базе данных разработчика"):

 

 

Импорт в этом случае выполняется аналогично - пользовательские изменения копируются из базы данных пользователя в базу данных разработчика.

 

 

Выдается ошибка при сохранении форм выходных документов

 

При редактировании форм выходных документов в момент сохранения могут последовательно выдаваться вот такие сообщения:

 

 

 

Чаще всего это свидетельствует о проблемах с правами на запись в директорию, в которой расположены файлы форм. Чтобы избежать этой проблемы, нужно либо запустить Гидросистему с правами администратора (если это возможно) и затем из нее вызвать Редактор форм, либо обратиться к системному администратору для получения прав на запись в директорию с формами выходных документов, либо переместить формы в другую (открытую для записи) директорию. Подробнее об этом см. тут.

 

 

При запуске открытии базы данных выдается сообщение о том, что база защищена от записи или занята

 

Чаще всего эта проблема возникает либо при отсутствии прав на запись в директорию, в которой расположена база данных, либо если базу данных уже (к примеру, случайно) открыли на редактирование. Подробнее о решении этой проблемы см. тут.

 

 

Настройки программы не сохраняются после выхода из программы

 

Если после выхода из программы при ее последующем запуске все заданные ранее настройки (расположения окон и панелей, настройки путей расположения баз данных и форм выходных документов или какие-то другие настройки) не сохранились, тому могут быть две причины:

 

 

 

Пропало одно из окон программы

 

Почти все окна программы можно отключать и включать обратно. О том, как это делается см. тут.

 

 

Не импортируются файлы СТАРТ-Проф

 

При попытке импорта файла программы СТАРТ-Проф с расширением .ctp могут выдаваться различного рода сообщения об ошибках ("невозможно прочесть файл", "файл поврежден", "отсутствует или незарегистрирована библиотека..." и т.д.) или вовсе, программа может аварийно завершить работу. Это свидетельствует о том, что файл, который вы пытаетесь импортировать, был сохранен в версии СТАРТ-Проф, выпущенной после выпуска использующейся у вас версии Гидросистемы. В этом случае, действительно, работоспособность такого импорта не гарантируется. Гидросистема умеет корректно импортировать только файлы СТАРТ-Проф тех версий, которые были выпущены до нее, поскольку в более новых версиях СТАРТ-Проф могут быть какие-либо изменения в структуре/содержании файлов, о которых эта версия Гидросистемы "не знает" (а следовательно, и не сможет их корректно импортировать). Поэтому при возникновении данной проблемы рекомендуется обновить версию Гидросистемы.

Чтобы понять, до какой (как минимум) версии необходимо обновить Гидросистему, посмотрите дату выпуска версии СТАРТ-Проф, в которой был сохранен импортируемый файл, по ссылке ниже:

https://edu.truboprovod.ru/kbase/doc/start/WebHelp_ru/index.htm#t=news.htm

 

После этого найдите в истории версий Гидросистемы по ссылке ниже первую версию (или релиз), выпущенную после даты выпуска той версии СТАРТ-Проф:

https://truboprovod.ru/software/hst#history

 

Эта и последующие версии Гидросистемы будут импортировать данный файл без проблем.

Если последняя из существующих версий Гидросистемы имеет более старую дату выпуска, нежели последняя версия СТАРТ-Проф, это значит, что существенных изменений в структуре файлов СТАРТ-Проф в последних обновлениях не было, и последняя версия Гидросистемы способна корректно импортировать файлы данных версий (в противном случае разработчики Гидросистемы выпустили бы соответствующее обновление программы, добавляющее поддержку файлов последней версии СТАРТ-Проф).

 

Если есть сомнения, то обновите Гидросистему до последней актуальной на нынешней момент версии - в ней всегда есть поддержка импорта файлов любых коммерческих версий СТАРТ-Проф.

 

 

Из файла pcf или xml импортируется не весь трубопровод, а только его часть

 

Такое может возникать, если в данном файле содержится "несвязная" схема трубопровода - то есть, имеются две или более частей трубопроводной системы, которые не имеют друг с другом ни одной общей точки. Старые версии Гидросистемы (до 4.4 включительно) умеют работать только со "связными" трубопроводами, поэтому в этих версиях корректно импортировать такую "несвязную" схему невозможно. Из файла будет импортирована только одна (первая) "связная" часть.

Поэтому если рассчитываемый трубопровод действительно состоит из нескольких несвязанных друг с другом областей, каждую из них необходимо выгрузить (из той программы, где хранится схема) в отдельный pcf или xml файл и импортировать в Гидросистему (и рассчитывать) отдельно. Если же схема на самом деле "связная", то необходимо сначала устранить все "разрывы", чтобы все части трубопровода были связаны друг с другом, после чего целиком выгрузить ее в файл pcf или xml.

Примечание: данная проблема может быть актуальна только для старых версий Гидросистемы до 4.4 включительно. Начиная с версии 4.5 в Гидросистему была добавлена возможность работы с несвязными фрагментами, поэтому эта и последующие версии умеют корректно отображать такие трубопроводы, в том числе импортированные из pcf, xml и других файлов. Если вы работаете с Гидросистемой 4.5 или более новой и столкнулись с проблемой неполного импорта трубопровода, пожалуйста, обратитесь в техподдержку программы.

 

 

В импортированной (из pcf, xml и др. файлов) схеме много маленьких участков друг рядом с другом

 

Зачастую в системах 3D моделирования хранится информация о каждом, даже самом маленьком элементе трубопроводной схемы (вроде фланцев, прокладок между ними и т.д.). Поэтому при импорте в Гидросистему каждый такой элемент будет передаваться как отдельный участок со своей "микроскопической" длиной. Чтобы с такой схемой в Гидросистеме было удобнее работать, предусмотрена специальная функция объединения таких участков друг с другом. Подробнее о ней см. тут.

 

 

Трубопровод не отображается после открытия файлов

 

После открытия файла нужно обязательно выделить в дереве проекта трубопровод (или любой из его элементов), который нужно отобразить. Дело в том, что в одном файле может храниться несколько трубопроводов, каждый из которых рассматривается отдельно. Поэтому пока не выделен какой-либо из них, программа "не знает", какой именно трубопровод нужно отобразить.

Если после выделения трубопровода его схема так и не отобразилась, попробуйте вписать схему в окно используя кнопку Панели навигации.

Если после этого схема так и не отобразилась, попробуйте включить в настройках программы галочку "Отключить аппаратное ускорение при выводе графики" и перезапустите программу. Если все вышеупомянутые рекомендации не помогли, обратитесь в техподдержку программы.

 

 

В окне графики отображается только часть смоделированного трубопровода

 

Если схема отображается неполностью, это скорее всего означает, что где-то пропущена (или случайно удалена) какая-то из ветвей трубопровода, соединяющая разные его части. В этом случае в окне графики будет отображаться только одна из этих частей. Чтобы разобраться, какая часть пропущена и из каких частей состоит трубопровод, используйте сервис топологического анализа схемы - подробнее о нем см. тут.

Примечание: данная проблема может быть актуальна только для старых версий Гидросистемы до 4.4 включительно. Начиная с версии 4.5 в Гидросистему была добавлена возможность работы с несвязными фрагментами, поэтому эта и последующие версии умеют корректно отображать их.

 

 

Трубопровод в режиме 3D отображается тонкой линией как изометричка

 

Такое может быть в двух случаях: либо трубопровод просто очень протяженный, из-за чего при отдалении "издалека" он выглядит как тонкая линия. Либо для него не задана величина диаметра (размер труб в режиме 3D отрисовывается согласно введенным значениям диаметров). В этом случае просто задайте диаметр для соответствующей ветви (или перехода) трубопровода, после этого схема будет корректно отображаться в режиме 3D.

 

 

При проектном расчете подбираются те же самые диаметры даже после изменения исходных данных

 

Такое может быть в двух случаях: либо изменение исходных данных было не настолько значительным, чтобы это привело к подбору других значений диаметров, либо при одном из прошлых запусков проектного расчета вы случайно сохранили подобранные диаметры в исходных данных, нажав "Да" в окошке с соответствующим запросом:

 

 

Если диаметры заданы в исходных данных по ветвям, то при расчете они полагаются известными и пересчитываться не будут (подробнее об этом см. тут), даже если вы измените другие исходные данные. Поэтому если вам нужно "перевыбрать" диаметры для трубопровода, их нужно обнулить в исходных данных. Для этого проще всего выделить все ветви трубопровода в дереве (через клавишу Shift) и в окне параметров задать диаметры равные нулю.

 

 

Расходы в результатах изотермического/теплового расчета получились не такие, как были заданы в исходных данных

 

Такое может возникать в разных случаях, рассмотрим каждый из них:

 

1. Пересчитался расход в начальной/конечной точке трубопровода, для которой задана также величина давления. Тут следует помнить, что давление и расход в узле - это взаимосвязанные величины. Если одна из них известна, то другая однозначно определяется значением первой величины. Это можно наглядно продемонстрировать на примере ниже:

 

 

В данном трубопроводе в узле 2 смешиваются два потока, причем конфигурации ветвей, по которым подаются эти два потока абсолютно одинаковы - у них одинаковые длины и диаметры. Поэтому если и начальные давления в каждой из этих ветвей одинаковые (0.5МПа как в данном случае), то расходы продукта по этим ветвям тоже будут одинаковые. Но если например, повысить давление в одной из начальных точек, скажем до 0.6МПа (а в другой оставить 0.5 без изменения), то в этом случае расходы в этих ветвях уже не будут равны. Через ветвь с начальным давлением 0.6МПа поток пойдет с бОльшим расходом, поскольку начальный узел этой ветви "давит" сильнее. То есть, расход в ветви напрямую зависит от того, какое давление в ее начале (аналогично для конечной ветви расход зависит от давления в ее конце), и зная давление можно рассчитать расход и наоборот, зная расход, можно определить давление. Поэтому если граничные условия гидравлического расчета заданы так, что для начальной/конечной точки трубопровода известно и давление, и расход, такая постановка задачи некорректна (подробнее о граничных условиях см. тут). Это все равно, что для примера выше задать в ветвях, подающих потоки к узлу 2, разные значения расходов - расходы в этих ветвях не могут быть разными в данной схеме при таких начальных давлениях. Их соотношение уже заранее предопределено величинами давлений в начальных точках данных ветвей.

Единственный способ обеспечить в такой ветви требуемое значение расхода при данном давлении - это поддерживать данный расход с помощью регулирующего клапана (подробнее о моделировании регуляторов расхода см. тут) или другого регулирующего устройства. Регулятор создает дополнительный перепад давления, благодаря которому расход устанавливается к требуемой величине при заданном давлении. Поэтому если нужно, чтобы и давление, и расход в начальной/конечной точке трубопровода были такими как требуется, единственный способ добиться этого - это регулировать поток.

Если же регулятора расхода в схеме нет, то чтобы не возникало указанного выше противоречия между заданными величинами расходов и давлений, в программе действует следующее правило - заданная величина давления в узле имеет бОльший приоритет по сравнению с величиной расхода в примыкающей к нему ветви. И если для начальной/конечной точки трубопровода при изотермическом или тепловом расчете задано и значение давления, и расхода, то величина расхода при расчете отбрасывается и пересчитывается по заданной величине давления.

Поэтому при задании граничных условий гидравлического расчета удобнее всего соблюдать следующее правило - для каждой начальной и конечной точки трубопровода необходимо задать либо значение давления, либо расхода. Тем самым гарантируется корректность постановки решаемой задачи.

 

2. Пересчитался расход в промежуточной ветви трубопровода, входящей в состав замкнутого контура. Наглядно данное явление можно продемонстрировать на примере ниже:

 

В данном трубопроводе поток подается из узла 1 в узел 4, часть потока идет по "левой" ветви контура, часть по "правой". И тут важно понимать, что распределение потоков между этими ветвями однозначно определяется конфигурациями этих ветвей (их диаметрами, размерами входящих в их состав труб, отводов, типами и параметрами арматуры и другими сопротивлениями). Если размеры, диаметры и т.д. этих ветвей будут одинаковые, то поток между ними разделится поровну. Если к примеру, в "левой" ветви при прочих равных больше диаметр (или меньше длина), то расход в этой ветви будет больше, чем в "правой" и т.д. Так что в расчете для таких ветвей значения расходов можно не задавать в принципе - какими бы мы их ни задали, определяться они будут не нашими пожеланиями, а геометрией/характеристиками ветвей и их элементов.

Поэтому если в каких-либо ветвях внутри замкнутого контура нужно обеспечить требуемое значение расхода, единственный способ этого добиться - это регулировать его с помощью регулирующего клапана (подробнее о моделировании регуляторов расхода см. тут) или другого регулирующего устройства.

 

3. Пересчитался расход в промежуточной ветви трубопровода, не входящей в состав замкнутого контура. Это либо является прямым следствием пересчета расхода в одной из начальных/конечных ветвях трубопровода (об этом см. п. 1 выше), либо простая ошибка в исходных данных (об этом см. п. 4 ниже).

 

4. Банальная ошибка/опечатка в исходных данных. К примеру, если расходы для ветвей заданы, как показано на рисунке ниже, то расход в промежуточной ветви пересчитается, так как он не согласуется с заданными расходами в начальных ветвях (если только в узле 2 принудительно не задан отток в 50 м3/ч):

 

 

Расходы в результатах проектного расчета получились не такие, как задано в исходных данных

 

Тут прежде всего важно помнить, что при проектном расчете по сути последовательно выполняется два отдельных расчета: первый - это, собственно, подбор диаметров, и второй - это поверочный гидравлический расчет трубопровода с подобранными диаметрами (с целью показать, как будет вести себя трубопровод с выбранными диаметрами). Поскольку гидравлические сопротивления, а следовательно и распределение потоков по ветвям трубопровода напрямую зависят от значений диаметров ветвей, может оказаться (и зачастую оказывается), что трубопровод с подобранными диаметрами будет работать в режиме, немного отличном от заданного. Либо расходы потоков будут немного отклоняться от заданных (если давления у потребителей фиксированы), либо давления у потребителей окажутся немного выше требуемых (если фиксированы расходы продукта). Для управления тем, что считать постоянным (а что пересчитывать) при поверочном расчете после выбора диаметров, служит специальная опция "Перерасчет расходов" в данных для расчета трубопровода.

Если эта опция включена, то расходы в ветвях обязательно будут пересчитываться (отсюда и название данной опции), так как в этом случае полагается, что заданные в исходных данных давления на границах системы фиксированы и потоки не регулируются. То есть, в результатах расчета в этом случае будет отображено реальное распределение потоков в трубопроводе с выбранными диаметрами при условии отсутствия регулирования расходов.

Если же опция "Перерасчет расходов" отключена, то фиксированными считаются заданные в исходных данных расходы продуктов и пересчитываются конечные давления в системе. Однако, и в этом случае расходы в некоторых ветвях все равно могут пересчитываться. Это связано с дискретностью значений подбираемых при проектном расчете диаметров. Дело в том, что диаметры подбираются из следующего ряда стандартных значений (при необходимости этот перечень диаметров можно отредактировать в настройках программы):

10, 15, 20, 25, 32, 40, 50, 65, 80, 100, 125, 150, 200, 250, 300, 350, 400, 500, 600, 700, 800, 1000, 1100, 1200, 1300, 1400, 1500, 1600, 1700, 1800, 1900, 2000, 2100, 2200, 2300, 2400, 2500, 2700, 2800, 2900, 3000, 3100, 3300, 3400, 3500, 3700, 3900, 4000 мм

То есть, значение диаметра не может быть "каким угодно" - оно может быть равно только значениям из списка выше. Поэтому подобрать ровно такой диаметр, при котором расход в ветви окажется именно таким, как нужно, чаще всего не представляется возможным.

Наглядно это можно продемонстрировать на примере ниже:

В этом трубопроводе два потока, идущие от узлов 1 и 2, смешиваются в узле 3 и поступают к узлу 4. И требуется подобрать необходимые диаметры ветвей этого трубопровода, во-первых, чтобы при таких расходах продукта давление к конечной точке упало бы по ходу течения не ниже требуемых 0.4МПа, во-вторых, чтобы расходы от источников распределялись именно в том соотношении, как требуется (100 и 80).

Для наглядности предположим, что для этого диаметры ветвей-источников должны быть не менее 100мм (иначе потери давления будут слишком большие и поток не дойдет до конечной точки с нужным давлением), и тут возникает следующая проблема. Если взять для этих двух ветвей одинаковые диаметры 100мм, то и расходы в этих ветвях окажутся одинаковыми - схема абсолютно симметрична, конфигурации этих двух ветвей (длины труб, типы отводов и т.д.) одинаковы, начальные давления тоже одинаковы, поэтому и потоки в них будут равными. Если же к примеру, взять для ветви, идущей от узла 2, следующий больший диаметр 125мм (а у идущей от узла 1 ветви оставить 100мм), то в этом случае расход в этой ветви уже окажется больше, чем в соседней (ведь потоку "легче" идти по трубе с большим диаметром). Но вот насколько он окажется больше, зависит исключительно от того, какие диаметры будут у этой и соседней ветви (потоки могут распределиться в соотношении 110 к 70, 120 к 60 и т.д.). И подобрать такие диаметры, чтобы соотношение расходов было ровно 100 к 80, как это требуется, зачастую просто невозможно.

Конечно же можно рассчитать точные значения диаметров этих двух ветвей, при которых расходы в этих ветвях будут именно такими, как требуется. Предположим, что мы выполнили такой расчет и получили, к примеру, для "левой" ветви (идущей от узла 2) диаметр равный 113.85мм, а для "правой" ветви - диаметр 97.63мм. Но труб ровно с такими диаметрами в серийном производстве нет, поэтому и большого смысла в таком расчете тоже нет - все равно диаметры придется принимать 125 для левой и 100 для правой ветви (как наиболее ближайшие к требуемым). А с этими диаметрами расходы продукта уже будут немного другими.

Данные значения (113.85 и 97.63мм) приведены здесь просто в качестве примера - вместо них в любом другом трубопроводе могут быть любые другие значения. Суть тут в том, что во всех случаях это будут значения "некруглые" (если только не "повезет"), в то время как в производстве имеются только трубы с "круглыми" значениями. И именно это "округление" и является причиной того, что параметры потока в реальном трубопроводе окажутся отличными от требуемых.

Поэтому при проектном расчете трубопровода можно лишь подобрать такие значения диаметров, при которых расходы потоков в ветвях трубопровода будут насколько это возможно близкими к требуемым, но никак не точь-в-точь равными им. Единственный способ добиться нужных значений расходов - это затем (после того как диаметры подобраны) отрегулировать их с помощью регулирующих клапанов (подробнее о моделировании регуляторов расхода см. тут) или других регулирующих устройств.

В приведенном выше примере рассматривается перераспределение потоков между двумя ветвями-источниками, но точно такая же картина будет иметь место и для промежуточных ветвей трубопровода. К примеру, если в трубопроводе имеются замкнутые контуры, распределение потоков по ветвям в таких контурах также зависит от их диаметров. Поэтому и в этом случае можно только подобрать такие диаметры, при которых расходы в ветвях замкнутого контура будут насколько это возможно близкими к требуемым значениям, но соблюсти их точь-в-точь равным требуемым без регуляторов расхода не удастся.

 

 

Давления в результатах проектного расчета получились не такие, как задано в исходных данных

 

Тут прежде всего важно помнить, что при проектном расчете по сути последовательно выполняется два отдельных расчета: первый - это, собственно, подбор диаметров, и второй - это поверочный гидравлический расчет трубопровода с подобранными диаметрами (с целью показать, как будет вести себя трубопровод с выбранными диаметрами). Поскольку гидравлические сопротивления, а следовательно и распределение потоков по ветвям трубопровода напрямую зависят от значений диаметров ветвей, может оказаться (и зачастую оказывается), что трубопровод с подобранными диаметрами будет работать в немного отличном от заданного режиме. Либо расходы потоков будут немного отклоняться от заданных (если давления у потребителей фиксированы), либо давления у потребителей окажутся немного выше требуемых (если фиксированы расходы продукта). Для управления тем, что считать постоянным (а что пересчитывать) при поверочном расчете после выбора диаметров, служит специальная опция "Перерасчет расходов" в данных для расчета трубопровода.

Если эта опция включена, то расходы в ветвях будут пересчитываться (отсюда и название данной опции), так как в этом случае полагается, что заданные в исходных данных давления на границах системы фиксированы и потоки не регулируются. То есть, в результатах расчета в этом случае будет отображено реальное распределение потоков в трубопроводе с выбранными диаметрами при условии отсутствия регулирования расходов.

Если же опция "Перерасчет расходов" отключена, то фиксированными считаются заданные в исходных данных расходы продуктов и пересчитываются конечные давления в системе. И действительно, зачастую значения конечных давлений при этом пересчете оказываются чуть выше заданных. Это связано с тем, что при проектном расчете диаметр трубопровода является дискретной величиной. Он выбирается для каждой ветви из следующего ряда стандартных значений (при необходимости этот перечень диаметров можно отредактировать в настройках программы):

10, 15, 20, 25, 32, 40, 50, 65, 80, 100, 125, 150, 200, 250, 300, 350, 400, 500, 600, 700, 800, 1000, 1100, 1200, 1300, 1400, 1500, 1600, 1700, 1800, 1900, 2000, 2100, 2200, 2300, 2400, 2500, 2700, 2800, 2900, 3000, 3100, 3300, 3400, 3500, 3700, 3900, 4000 мм

То есть, значение диаметра не может быть "каким угодно" - оно может быть равно только значениям из списка выше. И в процессе выбора диаметров (если очень упрощенно представить его расчетный алгоритм) программа просто "перебирает" значения из этого ряда в порядке возрастания до тех пор пока не попадется первое (наименьшее) значение, при котором потери давления (разность между давлениями в начальных и конечных точках) будут укладываться в заданные в исходных данных значения. И поскольку выбирается ближайшее большее значение диаметра, это приводит к тому, что с этим значением потери давления окажутся чуть меньше требуемых, из-за чего конечное давление в трубопроводе получится немного выше заданного. Наглядно это можно продемонстрировать на примере ниже:

 

В данном примере необходимо определить диаметр трубопровода, при котором при перекачке 200м3/ч давление продукта упадет по ходу течения с начального значения 1МПа до 0.15МПа. Потери давления в трубопроводе напрямую зависят от диаметра трубы и расхода (скорости) продукта, поэтому можно однозначно определить значение диаметра, при котором потери в трубопроводе будут точно равны требуемым. Предположим, что мы выполнили такой расчет и получили значение диаметра, например, 174.31мм. Поскольку труб таких диаметров в производстве (по крайне мере серийном) нет, на практике нам придется для данной трубы взять либо ближайший меньший диаметр 150 или ближайший больший 200мм. С диаметром 150мм потери давления в трубе окажутся больше требуемых (так как этот диаметр меньше требуемого), а с диаметром 200мм - меньше требуемых. Поэтому принимается диаметр 200мм, с которым как следствие снижения гидравлических потерь, в конечной точке давление окажется немного выше требуемых 0.15МПа.

Таким образом, за счет этой "дискретности" величин диаметров, давления в конечных точках трубопровода (при отключенной опции "Перерасчет расходов"), как правило, оказываются выше заданных. Поэтому в данном случае очень важно учитывать, что реально находится в конечной/конечных точках рассчитываемой модели трубопровода и что в этой точке постоянно. Если постоянен расход (к примеру, он поддерживается регулятором расхода), то эту разницу между полученным и заданным в исходных данных значением давления в конечной точке следует трактовать как перепад давления, который нужно будет создавать регулятору, чтобы поддерживать данный расход. Если же постоянно давление, то следует включить опцию "Перерасчет расходов" - в этом случае конченое давление будет считаться постоянным, а расход пересчитается.

Есть и еще один случай, который заслуживает отдельного упоминания - это проектный расчет с заданным ограничением по скорости движения продукта. От "обычного" проектного расчета он отличается тем, что в этом случае после подбора диаметров проверяются скорости движения продукта в каждой ветви трубопровода, и если где-то они превышают допустимые значения, диаметры в этих ветвях увеличиваются до тех пор, пока скорости не будут укладываться в заданное ограничение. В данной ситуации, особенно если для соблюдения ограничения по скорости диаметры пришлось сильно увеличить, потери давления могут стать заметно ниже требуемых, в результате чего конечные давления получатся заметно выше заданных. Поэтому важно помнить, что в случаях, когда нужно поддерживать скорости движения продукта ниже какой-то максимально допустимой величины, без регулирования расхода не обойтись (иначе вслед за увеличением диаметров увеличатся и расходы, за счет чего увеличатся скорости и соблюсти ограничение не удастся).

 

 

Скорости при проектном расчете превышают заданное ограничение по скорости

 

Такое может возникать в следующих случаях:

 

1. В каких-то ветвях трубопровода (возможно по ошибке) заданы диаметры. Если диаметр задан в исходных данных, то при проектном расчете он рассматривается как известная величина и "перевыбираться" не будет (такое используется, к примеру, в случаях когда диаметры части ветвей трубопровода известны и нужно подобрать диаметры только для остальной части ветвей). Поэтому и соблюсти ограничение по скорости на данной ветви может не представляться возможным. В этом случае, если диаметр был задан по ошибке, обнулите его в исходных данных, если же действительно у данной ветви такой диаметр, то соблюсти ограничение по скорости при данном расходе в ветви не удастся.

2. В данных для расчета трубопровода включена опция "Перерасчет расходов". Если эта опция включена, то полагается, что заданные в исходных данных давления на границах системы фиксированы и потоки в трубопроводе не регулируются (подробнее об этом см. тут). Поэтому расходы в ветвях будут пересчитываться (отсюда и название данной опции). А раз расходы не регулируются, то и соблюсти ограничение по скорости не представляется возможным, так как скорость потока напрямую зависит от его расхода. Увеличение диаметра трубы в данном случае не поможет, так как если расход продукта в этой трубе не регулируется, то с увеличением диаметра он тоже увеличится, а следовательно, увеличится скорость. Поэтому для соблюдения ограничения по скорости опция "Перерасчет расходов" должна быть отключена (и расходы в трубопроводе необходимо регулировать).

3. Скорости движения продукта превышают заданное ограничение по скорости незначительно. Небольшое превышение предельно допустимой скорости в расчете допускается (так как для работы трубопровода это некритично), если это позволяет выбрать заметно более экономичную конфигурацию трубопровода.

 

 

Разность конечных давлений меньше суммы (или равны сумме) фиксированных частей для пути (…)

 

Если при проектном расчете выдается такое сообщение, это означает, что схема смоделирована и давления в ней заданы таким образом, что ни при каких значениях диаметров труб невозможно обеспечить заданную разницу давлений. Наглядно это можно продемонстрировать на примере ниже:

 

 

В этом трубопроводе перекачиваемым продуктом является вода (с плотностью около 1000 кг/м3), которая подается из узла 1 в узлы 2 и 4. И нужно подобрать, какие должны быть диаметры у ветвей трубопровода, чтобы при начальном давлении 0.5МПа в узле 1 до узла 2 продукт (двигаясь с заданным расходом) дошел бы с давлением не менее 0.45МПа, до узла 4 - с давлением не менее 0.3МПа. Как видно, данная задача не имеет решения, поскольку при подъеме потока на 12 метров (на участке перед узлом 3) уже потеряется как минимум 12м*1000кг/м3*9.81м/с2 = 117720Па на гидростатические потери. Таким образом, давление в узле 3 может быть максимум = 0.5-0.11772=0.38228МПа (а скорее всего оно будет еще меньше, так как будут еще потери на трение и потери на других элементах трубопровода между узлами 1 и 3). Поэтому доставить продукт до узла 2 с давлением 0.45МПа не представляется возможным (так как давление не может вырасти по дороге от узла 3 к узлу 2).

Чтобы сразу "отсеять" такие не имеющие решения постановки задачи, перед проектным расчетом программа автоматически проверяет так называемые "фиксированные части" потерь давления (гидростатические потери на подъем продукта, заданные в явном виде сопротивления и т.д.), которые будут в трубопроводе при любых диаметрах. И если их сумма по какому-либо из путей движения продукта оказывается больше, чем разница между начальным и конечным давлением по этому пути, при расчете выводится соответствующее сообщение и расчет прерывается, так как решения у такой задачи не будет. Поэтому при возникновения данного сообщения следует прежде всего проверить:

 

Если все исходные данные верны, но данное сообщение все равно выдается, то это означает, что при данных давлениях в системе невозможно обеспечить указанный режим работы трубопроводной системы.

 

 

Результаты изотермического расчета, выполненного после выбора диаметров, отличаются от результатов проектного расчета

 

Как уже упоминалось выше, при проектном расчете трубопровода последовательно выполняется два отдельных расчета: первый - это, собственно, подбор диаметров, и второй - это поверочный гидравлический расчет трубопровода с подобранными диаметрами (с целью показать, как будет вести себя трубопровод с выбранными диаметрами). И по умолчанию этот поверочный расчет выполняется с целью определения, какие будут потери давления в трубопроводе с данными подобранными диаметрами и при данных расходах. То есть, расходы у потребителей считаются фиксированными и пересчитываются конечные давления.

Если же при проектном расчете сохранить подобранные диаметры в исходных данных и после этого запустить для этого трубопровода изотермический расчет, то этот расчет будет проводиться для других граничных условий. Как уже упоминалось тут, величина давления в изотермическом расчете имеет бОльший приоритет, нежели величина расхода, поэтому при изотермическом расчете фиксированными будут считаться давления в начальных и конечных точках (которые были заданы при проектном расчете) и будут пересчитываться расходы. Таким образом эти два расчета несут две немного разные цели (в одном случае определяются потери давления при известных расходах, в другом рассчитываются расходы при известной разнице давлений), потому и имеют разные результаты. Чтобы результаты изотермического расчета совпадали с проектным, нужно обнулить в исходных данных конечные давления (или же выполнять проектный расчет со включенной опцией "Перерасчет расходов").

 

 

Обнаружен ненулевой приток/отток в узле

 

Данное сообщение может выдаваться в различных случаях, рассмотрим каждый из них:

 

1. Расходы в ветвях, соединяющихся в каком-либо узле, заданы таким образом, что сумма притоков и оттоков в этом узле не равна нулю. Наглядно это можно продемонстрировать на примере ниже:

Как видно, сумма поступающих в узел 2 расходов потоков (100м3/ч) не равняется сумме исходящих из него расходов потоков (50+60=110м3/ч), в результате чего в узле образуется приток 10м3/ч. Обратите внимание, что вообще говоря такая постановка задачи гидравлического расчета вполне допустима. К примеру, таким образом можно смоделировать, что часть продукта подводится или отводится из схемы в данном узле (для примера выше 10 м3/ч подводится к узлу 2 "извне" трубопровода) по каком-то отдельному ответвлению, расчет которого для проектировщика не представляет интереса. В этом случае можно данное ответвление не моделировать, а просто принудительно задать приток/отток в данном узле (подробнее об этом см. тут). Однако, если вы не планировали моделировать таких отведений/подведений продукта к рассматриваемой трубопроводной системе "извне", то проверьте правильность задания расходов в ветвях - возможно, где-то ошибка. Не забывайте, что при изотермическом и тепловом расчете трубопровода расходы для промежуточных ветвей трубопровода можно вовсе не задавать в исходных данных, особенно если вы не уверены в их значениях. Расходы в зависимости от постановки задачи (подробнее об этом см. тут) достаточно задать либо только во всех начальных, либо только во всех конечных.

 

2. В промежуточном узле трубопровода задано давление. В гидравлическом расчете в Гидросистеме величина давления имеет больший приоритет, нежели величина расхода (подробнее об этом см. тут), поэтому если в каком-то промежуточном узле задать давление, то расходы в примыкающих к нему ветвях могут быть пересчитаны по данной величине давления и их баланс в данном узле может не сойтись. Наглядно это можно продемонстрировать на примере ниже:

 

 

В этом трубопроводе продукт подается из узла 1 (с давлением 0.3МПа) в узел 3 с расходом 50м3/ч. И при этом по какой-то непонятной причине в промежуточном узле 2 тоже задано давление (0.2МПа). В этом случае расход в первой ветви (соединяющей узлы 1 и 2) будет пересчитан по разнице давлений в этих узлах (0.3 минус 0.2МПа), а расчет второй ветви (соединяющей узлы 2 и 3) будет выполняться с заданным в исходных данных расходом 50м3/ч. В результате получается, что в первой ветви расход около 80.2892м3/ч (по сути это пропускная способность данной ветви для заданной разницы давлений), во второй 50м3/ч - то есть, в узле 2 отток продукта в 30.2892м3/ч. Таким образом неосторожно задав давление в промежуточном узле можно получить совершенно некорректную расчетную модель трубопровода. Поэтому обратите внимание, что при гидравлических расчетах давления необходимо, в зависимости от постановки решаемой задачи, задавать либо только в начальных точках, либо только в конченых точках, либо и в начальных и конечных точках трубопровода (подробнее об этом см. тут).

На данном этапе рассуждений может возникнуть закономерный вопрос: если же действительно задание давления в промежуточном узле трубопровода так "вредно" и может так сильно исказить расчетную модель трубопровода, почему тогда разработчики не предусмотрят этот момент и не сделают так, чтобы это давление игнорировалось в расчете или например, чтоб вообще не было возможности задавать давления для промежуточных узлов? Ответ на этот вопрос очень прост - в некоторых случаях задание давления в промежуточном узле может иметь практическую пользу. Наглядно это можно продемонстрировать на примере ниже:

В данном трубопроводе два потока из узлов 1 и 3 подаются в аппарат, обозначенный на схеме узлом 2. То есть, физически у этого аппарата два входных патрубка, в которые поступает продукт, и давление в этом аппарате постоянно и известно. И получается, что хоть и формально узел 2 является промежуточным узлом схемы (поскольку с ним связано более одной ветви), по факту он является конечным узлом-потребителем. Поэтому в такого рода схемах может потребоваться задание давления в "промежуточном" узле. В этом случае рассчитанная величина притока/оттока в этом узле будет соответствовать количеству поступающего в аппарат продукта.

 

 

В тройнике не может быть задан приток/отток

 

О причинах возникновения притоков/оттоков в узлах и путях борьбы с ними подробно рассказывается тут. Но если для узла, в котором нет тройника, данное сообщение является просто предупреждением, не мешающем выполнению расчета, то при наличии в узле с притоком/оттоком тройника расчет прерывается с соответствующей ошибкой. Это связано с тем, что сопротивление тройника во многом зависит от соотношения потоков, соединяющихся/разветвляющихся в данном тройнике. И если сумма притоков/оттоков в тройнике не равна нулю, невозможно выполнить его расчет.

Поэтому при возникновении данной ошибки обязательно необходимо устранить возникающий в узле с тройником приток/отток, после чего повторить расчет. Если же по каким-то причинам устранить данный приток/отток не возможно, можно удалить тройник из данного узла - в этом случае расчет будет выполняться с данным притоком/оттоком.

 

 

В чем разница между притоком/оттоком в узле и расходом в ветви

 

Если речь идет о терминальном узле трубопровода (то есть, о начальном или конечном узле), то приток/отток в данном узле это по сути то же самое, что и расход в ветви, начинающейся/заканчивающейся в данном узле. К примеру, если нужно выполнить расчет течения в трубопроводе на рисунке ниже с указанными значениями расходов, то можно либо в узлах 3 и 4 задать оттоки, соответственно, 100 и 120м3/ч, либо в ветви, соединяющей узел 2 и 3 задать расход 100м3/ч, а в ветви, соединяющей узлы 2 и 4, расход 120м3/ч:

И то, и другое будет правильно - это лишь вопрос удобства. Главное, при задании притоков/оттоков не перепутать их знаки ("+" - отток, поток отводится из трубопровода; "-" - приток, поток подводится в трубопровод "извне") и не забывать задавать температуры притоков в соответствующем поле. Кроме того, не допускается задание притоков/оттоков в узлах при расчете многофазных течений - в этом случае следует задавать расходы продукта по ветвям.

 

 

В результатах расчета получился отрицательный расход

 

Расход со знаком минус в ветви, как уже упоминалось тут, следует трактовать как то, что поток в данной ветви имеет направление, противоположное направлению самой ветви. Отрицательное значение расхода в результатах расчета может свидетельствовать как просто о неких особенностях построения модели трубопровода, так и о возможных проблемах в режиме работы данного трубопровода. Для наглядности рассмотрим каждый из этих двух случаев отдельно.

На рисунке ниже изображена схема трубопровода, в котором поток подается из узла 1 к потребителям в узлах 3, 6, 7 и 8:

Как видно на схеме (по стрелкам, показывающим направления ветвей), при моделировании данного трубопровода была допущена ошибка, а именно ветвь, соединяющая узлы 4 и 5, направлена из узла 5 в узел 4, хотя поток, разумеется, будет идти в обратном направлении - от узла 4 к узлу 5. При расчете такого трубопровода в данной ветви получится расход со знаком минус, однако важно понимать, что по сути как таковой "ошибкой" это не является. При выполнении изотермических и тепловых расчетов трубопроводов направления промежуточных ветвей принципиального значения для расчета не имеют, поэтому даже если некоторые ветви смоделированы "задом наперед", на правильности расчета это не скажется. Чтобы "избавиться" от отрицательных расходов в таких ветвях, используйте команду "Поменять направление" контекстного меню, вызываемого нажатием правой кнопкой мыши на ветвь в дереве проекта (или соответствующий пункт меню Правка). При смене направления ветви она "перерисовывается" в обратном направлении (ее конечный узел становится начальным, а начальный - конечным), и если после этого повторить расчет трубопровода, результаты будут такими же, но на этот раз направление ветви и направление потока в ней будут совпадать и расход будет положительной величины. Однако, делать это совсем необязательно, поскольку как уже говорилось выше, на правильности расчета это никак не скажется. Так что это просто вопрос удобства (чтобы "минуса" напротив расходов не вызывали лишних вопросов).

 

А на рисунке ниже изображена другая ситуация. В данном трубопроводе поток из источника в узле 1 подается к двум потребителям (узлы 3 и 4), и в качестве граничных условий расчета заданы известные давления в начальных и конечных узлах трубопровода:

 

И если при расчете такого трубопровода расход, например, в ветви, соединяющей узлы 2 и 4, в результатах расчета окажется отрицательным, то это означает, что поток "не может подняться" от узла 2 к узлу 4 (за счет большого столба жидкости на вертикальном участке трубы в этой ветви). В отличии от предыдущего примера, в данном случае отрицательное значение расхода свидетельствует о допущенных грубых ошибках при проектировании трубопроводной системы, из-за которых она в принципе не способна работать в требуемом режиме.

Таким образом, каждый случай, в котором в результатах расчета на каких-либо ветвях получаются отрицательные значения расходов, следует рассматривать индивидуально и анализировать, является ли это простым недочетом при моделировании схемы или же это свидетельствует о проблемах в работе данного трубопровода.

 

 

Давление отрицательно или ниже допустимого

 

Если при расчете выдается такое сообщение это означает, что если бы продукт перекачивался с заданными в качестве граничных условий параметрами потока (давлениями, расходами) и с полным заполнением сечения трубы, то к некоторой точке трубопровода давление упало бы ниже абсолютного вакуума. Поскольку физически такое невозможно, данное сообщение следует трактовать как то, что напорное течение с заданными параметрами невозможно.

Здесь важно учитывать, что поскольку в расчетах в Гидросистеме течение в трубопроводе рассматривается как напорное (то есть, с полным заполнением сечения трубы перекачиваемым продуктом), то данное сообщение следует трактовать как невозможность именно напорного течения в трубопроводе при данных условиях. Однако безнапорное течение с данными параметрами при этом может либо существовать, либо нет в зависимости от условий. Чтобы отличать эти ситуации друг от друга, рассмотрим каждую из них на примере.

 

Ниже приведен пример расчета трубопровода, в котором продукт подается из начальной точки 1 с давлением 0.3МПа (абс.) в конечную точку 3 с атмосферным давлением 0.1МПа абс. (исходные данные и результаты данного расчета можно видеть на вкладке "Изотермический расчет" снизу):

 

 

Поток сначала идет по трубе длиной 1000м с уклоном вверх, поднимаясь к точке 2 на 10 метров, затем от точки 2 до точки 3 с уклоном вниз на 30 метров по трубе длиной 500м. Внутренний диаметр трубы 100мм, продукт - "Вода/пар по IAPWS-IF97" с температурой 20С (на случай, если вы хотите самостоятельно смоделировать данную трубопроводную систему).

Как видно из результатов изотермического расчета данного трубопровода, давление в точке 2 получается -0.06166МПа (абс.), то есть ниже абсолютного вакуума. Как уже было сказано выше, это однозначно следует трактовать как то, что напорное течение продукта с данными параметрами неосуществимо. Теперь давайте выясним, может ли существовать (и с какими параметрами) безнапорное течение в таком трубопроводе. Проверить это довольно просто - нужно задать в точке с наименьшим напором в трубопроводе (то есть, в самой высоко расположенной в нем точке) атмосферное давление (0.1МПа абс.) и повторить расчет. Логика тут такова, что если в результатах расчета получится положительное значение расхода между точками 1 и 2 - это означает, что напора продукта достаточно чтобы заполнить трубопровод и подняться до наивысшей точки в трубопроводе и двигаться с данным расходом. Задав давление 0.1МПа (абс.) во 2-ом узле трубопровода (именно он судя по схеме является самой высокой точкой в трубопроводе) мы получим следующие результаты:

 

 

Как видно, расход в первой ветви получается порядка 25000 кг/ч, то есть, если в пустой трубопровод (давление в котором атмосферное 0.1МПа абс.) подать в начальной точке продукт с давлением 0.3МПа (абс.), то он будет двигаться с полным заполнением сечения трубы с расходом около 25000 кг/ч до точки 2. Далее расход продукта от точки 2 до точки 3 в результатах расчета получается 61364.9кг/ч, то есть, больше, чем был расход до точки 2. Чтобы правильно понимать данную величину, следует помнить, что как уже было сказано выше, Гидросистема рассматривает любое течение потока как напорное. То есть, данную величину следует трактовать таким образом, что при атмосферном давлении в точках 2 и 3 (0.1МПа абс.) напорное течение продукта (т.е., с полным заполнением трубы) между этими двумя точками в данном трубопроводе установилось бы с расходом 61364.9кг/ч. А поскольку расход продукта, подошедшего к точке 2 от начала трубопровода, меньше этой величины (он составляет всего лишь 25294.12кг/ч), то полного заполнения сечения этой трубы происходить не будет, так как продукт не может взяться в трубопроводе "из ниоткуда" (сколько продукта вошло в начале трубопровода, столько и выйдет из него в конце). Таким образом, на первой части трубопровода до узла 2 установится напорное течение, а далее - безнапорное течение с расходом 25294.12кг/ч.

 

Теперь рассмотрим ту же самую трубопроводную систему, но в которой начальное давление, к примеру 0.15МПа (вместо 0.3МПа). Выполнив расчет системы с такими параметрами, мы получим следующие результаты:

 

 

На этот раз расход продукта между точками 1 и 2 получится отрицательным (-17122.52кг/ч). Опять же, чтобы правильно понимать данную величину, следует помнить, что Гидросистема рассматривает данное течение потока как напорное. То есть, данную величину следует трактовать таким образом, что при давлении 0.15МПа абс. в точке 1 и давлении 0.1МПа абс. (то есть атмосферном) в точке 2 и при полном заполнении трубопровода перекачиваемым продуктом поток будет двигаться не от точки 1 к точке 2, а задом наперед с расходом 17122.52кг/ч. То есть, начального напора потока не хватит для поднятия его до точки 2 ни с каким расходом, и течение в трубопроводе с данными параметрами невозможно (ни напорное, ни безнапорное). Физически это означает, что если подать в пустой трубопровод (давление в котором атмосферное 0.1МПа абс.) в начальной точке продукт с давлением 0.15МПа (абс.), то он заполнит только часть этого трубопровода и остановится на высоте, которую легко сосчитать, вычтя из начального давления 0.15МПа (абс.) атмосферное давление 0.1МПа абс. и разделив данную разницу на плотность продукта и ускорение свободного падения 9.81м/с2.

Таким образом, сообщение об отрицательном давлении при расчете в зависимости от ситуации может свидетельствовать как о принципиальной неосуществимости течения, так и об изменении его характера с напорного на безнапорное. И указанным выше способом можно отличить одну ситуацию от другой.

Кроме того, описанный выше подход можно использовать и для "обратного" расчета - то есть, если для приведенной выше трубопроводной системы нужно рассчитать, какое должно быть давление в начале трубопровода, чтобы можно было прокачать в данном трубопроводе требуемое количество продукта, то можно аналогичным образом задать атмосферное давление 0.1МПа абс. в узле 2, задать требуемый расход в первой ветви трубопровода и не задавать давление в узле 1 - оно будет определено при расчете.

 

 

Нарушение сплошности потока

 

Данное сообщение выдается в тех случаях, когда давления в трубопроводе заданы таким образом, что в некоторых его перекрытых участках возникает давление ниже абсолютного вакуума. Поскольку физически такое невозможно, данное сообщение следует трактовать как то, что полного заполнения трубопровода с заданными параметрами перекачиваемым продуктом происходить не будет. Наглядно это можно продемонстрировать на примере ниже:

Перекачиваемым продуктом в данном трубопроводе является вода (с плотностью около 1000кг/м3), в узле 1 внизу задано атмосферное давление 0.1МПа (абс.), арматура в ветви, соединяющей узлы 1 и 2, перекрыта. Очевидно, что на практике такая ситуация неосуществима при полном заполнении трубопровода перекачиваемым продуктом, так как в этом случае давление снизу от закрытой арматуры должно быть равно 0.1МПа - (1000кг/м3*9.81м/с2*13м)/1000000= -0.02753МПа абс., то есть ниже абсолютного вакуума. Поэтому такое возможно только при неполном заполнении трубопровода продуктом (или пустом трубопроводе), то есть, при нарушении сплошности потока.

Если вам нужно выполнить только расчет установившегося течения (изотермический, тепловой или проектный), данное сообщение можно игнорировать. Так как та часть трубопровода, в которой имеет место неполное ее заполнение продуктом, отрезана от остальной части системы и никакого влияния на нее не оказывает. Однако, для выполнения расчета гидроудара данное явление недопустимо, поскольку в Гидросистеме расчет гидравлического удара умеет адекватно описывать только те процессы, которые происходят в полностью заполненных перекачиваемым продуктом трубопроводных системах. Поэтому расчет гидроудара в такой системе выполняться не будет.

 

 

Число Маха>1, критическое истечение в трубопроводе

 

Одним из ограничений области применения Гидросистемы (подробнее об ограничениях программы см. тут) является ее работоспособность только в так называемой "дозвуковой" области течений, когда числа Маха потока не превышают примерно 0.7 (то есть, скорости движения продукта менее 70% от скорости звука). Если исходные данные для расчета заданы таким образом, что в каких-то точках трубопровода возникают скорости движения потока свыше 0.7 от скорости звука, то высокая точность такого расчета не гарантируется, так как методики программы не предназначены для расчетов таких случаев (а зачастую расчет в этом случае вовсе не будет сходиться и прервется с ошибкой).

Поэтому если при расчете возникло такое сообщение, прежде всего следует проверить правильность ввода исходных данных (в первую очередь, значений диаметров, расходов и давлений). Обычно при проектировании трубопроводных систем самого различного назначения стараются избегать высоких скоростей движения продукта, поскольку высокие скорости невыгодны, и с точки зрения эффективности (потери напора при перекачке будут очень высоки, что приведет к повышению затрат энергии на компрессоры, насосы и т.д.), и с точки зрения техники безопасности (при высоких скоростях возможно возникновение электрического заряда на трубопроводе за счет трения продукта), и с точки зрения шума и т.д. Поэтому в "грамотно спроектированной" трубопроводной системе скоростей продукта сопоставимых со звуковыми, быть не должно. Исключения из этого правила составляют разве что трубопроводы систем аварийного сброса (где скорости могут быть очень высоки) и трубопроводы, в которых обращаются газожидкостные смеси с сопоставимыми объемами жидкой и газовой фазы (к примеру "трансферные" трубопроводы подачи нефти в ректификационную колонну в парожидкостном состоянии). В таких трубопроводах скорости движения продуктов на практике могут быть весьма высокими, вплоть до звуковых. Для расчетов таких типов трубопроводов в Гидросистеме предусмотрен специальный отдельный инструмент "обратного" расчета, который позволяет для трубопроводов с "неопределенным" агрегатным состоянием продукта и состоящих из одной ветви, выполнить теплогидравлический расчет течения, в том числе с околокритическим (с числами Маха 0.7<M<1) и критическим течением (с числами Маха М=1). Более подробно об этом расчете рассказывается тут.

Что же касается всех других типов трубопроводов, для них в настоящий момент возможность расчета околозвуковых и звуковых течений не предусмотрена.

Обратите внимание, что в некоторых случаях сообщение о высоких числах Маха при расчете может являться следствием другой, более "банальной" проблемы - падения давления по ходу течения до величин близких к абсолютному вакууму. Дело в том, что и скорость звука в продукте на прямую зависит от его давления, и скорость движения самого продукта тоже (особенно для газов и газожидкостных смесей) - чем ниже давление, тем ниже плотность среды и тем выше будет ее скорость. И эта зависимость становится все более и более "резкой" при приближении давления к нулю. Таким образом, если давление продукта упадет достаточно низко, следствием этого может быть возрастание скорости движения продукта до звуковой скорости. Поэтому если при расчете выдается это сообщение, имеет смысл также проверить, насколько меняется давление по ходу течения (к примеру, "укоротив" трубопровод и просчитав потери давления только для его небольшой начальной части) и не упало ли оно "до нуля".

 

 

Произошел фазовый переход, неверно задано агрегатное состояние продукта

 

В Гидросистеме предусмотрена специальная система диагностики агрегатного состояния продукта. Поэтому если при расчете оказывается что фазовое состояние продукта меняется походу течения (к примеру, газообразный продукт остыл по ходу течения до температуры конденсации или давление жидкого потока упало до давления вскипания и т.д.), программа выдает соответствующее сообщение при расчете. Если при этом для продукта задано агрегатное состояние "Жидкость" или "Газ", то к результатам такого расчета (если его удалось выполнить) следует относиться с осторожностью, так как при явном указании фазового состояния продукта (жидкость или газ) расчет ведется по методикам однофазного течения, которые не учитывают эффекты вскипания, конденсации и т.д. по ходу течения. Поэтому в данном случае следует выбрать для продукта "Неопределенное" агрегатное состояние, при использовании которого в расчете эти эффекты учитываются (подробнее о различных вариантах агрегатного состояния продукта см. тут).

Проверку агрегатного состояния можно выполнять только при моделировании перекачиваемого продукта с помощью термодинамических библиотек СТАРС, GERG-2008, WaterSteamPro (Вода/пар по IAPWS-IF97) и Simulis Thermodynamics. Причем для первых двух библиотек эту проверку при необходимости можно отключить (к примеру, если вы уверены, что конденсация/вскипание продукта по ходу течения будет возникать в незначительной мере, и их учетом без ущерба точности расчета можно пренебречь), отключив соответствующую опцию в параметрах продукта.

Кроме того, проверка агрегатного состояния выполняется также для начальных параметров потока. Поэтому если, к примеру, для продукта задано одно агрегатное состояние и при этом в какой-то ветви трубопровода давление и температура заданы таким образом, что продукт при этих параметрах находится в другом состоянии, то расчет в этом случае будет прерван с соответствующей ошибкой. В этом случае следует проверить правильность задания давлений и температур потока, а также состав и агрегатное состояние продукта.

 

 

Система распадается на несвязные области с недостаточными данными, Трубопровод состоит из нескольких частей...

 

Такие ошибки могут выдаваться в следующих случаях:

 

1. В трубопроводе имеются две или более части, которые "физически" никак не связаны друг с другом (то есть, не имеют ни одной общей точки), причем по крайней мере в одной из них давление не задано ни в одном узле. Такое может возникнуть, если при моделировании схемы трубопровода были допущены ошибки. К примеру, если пользователь случайно удалил ветвь или ветви, соединяющие разные части трубопровода (в результате чего они стали несвязными) или задал каким-то ветвям некорректные номера начальных/конечных узлов. Для такого трубопровода невозможно выполнить расчет той его части, в которой ни в одном узле не задано давление. Поэтому чтобы выполнить расчет, необходимо задать давление в каждой из таких частей по крайней мере в одной точке.

2. В трубопроводе имеется перекрытая арматура, которая "делит" трубопровод на независимые друг от друга части, причем как минимум в одной из этих частей ни в одной точке не задано давление. В этом случае невозможно выполнить расчет для этой части. Поэтому необходимо, чтобы в каждой независимой части трубопровода хотя бы в одной точке было задано давление.

3. В трубопроводе имеются регулирующие клапана, причем где-то либо до, либо после одного из таких клапанов давление в трубопроводе не задано ни в одной точке. При расчете трубопроводов с регуляторами расходов части трубопровода до и после каждого регулятора считаются независимо друг от друга (подробнее об этом см. тут), поэтому необходимо чтобы в каждой из этих частей хотя бы в одной части было задано давление.

 

Чтобы понять, из каких именно независимых частей состоит расчетная модель трубопровода, как они связаны (или не связаны), каких именно данных не хватает для расчета, используйте специальный сервис топологического анализа схемы, подробнее о котором рассказывается тут.

 

 

Отрицательный перепад давления на регулирующем клапане

 

Если при расчете выдается такое сообщение, прежде всего необходимо вспомнить принцип работы регулирующего клапана. Под регулирующим клапаном в Гидросистеме подразумевается регулятор расхода, и упрощенно его работу можно представить следующим образом - он создает в месте его установки дополнительный перепад давления, благодаря которому расход продукта устанавливается к требуемой величине. Другими словами, регулирующий клапан как бы "пережимает" трубопровод ровно настолько, чтобы обеспечить нужный расход. Собственно, расчет регулирующего клапана сводится к тому, чтобы определить, насколько именно нужно пережать поток (какой перепад давления должен быть в данной точке трубопровода), чтобы расход потока получился таким, как требуется.

Поэтому если при расчете оказывается, что перепад давления на регулирующем клапане отрицательный, это означает, что поток нужно не "пережимать", а наоборот - необходимо сообщить ему дополнительный напор, чтобы он перекачивался с нужным расходом. Таким образом, данное сообщение следует понимать как то, что при заданных параметрах потока регулирующий клапан не способен обеспечить заданный расход в трубопроводе - необходимо либо использовать для перекачки более мощный насос, либо менять конфигурацию трубопровода, иначе расход потока в трубопроводе будет меньше требуемого.

Обратите внимание, что поскольку рассчитанная величина этого отрицательного перепада давлений на регулирующем клапане как раз и соответствует тому напору, которого не хватает для перекачки продукта с требуемым расходом, это открывает одну интересную "незаявленную" функцию программы - элемент "Регулирующий клапан" можно использовать не только для определения параметров настройки регулятора расхода, но и для расчета необходимого напора насоса для перекачки. То есть, насос необходимо смоделировать как регулирующий клапан и задать на нем требуемый расход, и полученный в результатах расчета отрицательный перепад давления будет представлять собой требуемый напор насоса.

 

 

Что означают английские символы в подписи к режимам течений на схеме?

 

После выполнения расчета двухфазных и трехфазных течений можно включить показ режимов течений на схеме (подробнее об этом см. тут). Элементы схемы трубопровода при этом раскрашиваются в разные цвета в зависимости от того, какой на них режим газожидкостного течения. А "легенда" с обозначением цвета, соответствующего каждому режиму течения, при этом выглядит следующим образом:

 

 

К сожалению, расписать полностью наименование каждого из режимов напротив его цвета не представляется удобным (названия у режимов очень длинные и уместить их там не удастся), а устоявшихся сокращенных русскоязычных наименований для этих режимов в русскоязычной литературе нет. Поэтому в программе для обозначений используются получившие широкое распространение на практике английские аббревиатуры обозначений данных режимов. Их расшифровку можно посмотреть следующим образом: выведите в предварительный просмотр отчет с результатами по участкам для двухфазного или трехфазного течения (с помощью кнопки "Вывод форм - Печать результатов по участкам" Основной панели инструментов или соответствующего пункта меню "Расчет") и обратите внимание на левую нижнюю область первого листа этого отчета:

 

 

Остальные обозначения как таковыми режимами течения не являются: L - liquid, выводится для элементов, на которых имеется только жидкая фаза, V - vapor, выводится для элементов, на которых имеется только паровая фаза, U - undefined, выводится для элементов, на которых режим течения не определен (об этих случаях см. тут).

 

 

Программа не определила режим двухфазного течения на каком-то участке

 

В некоторых случаях на определенных участках при расчете двухфазного течения при показе режимов течения на схеме может отображаться "неопределенный" (undefined) режим течения:

 

Это следует трактовать как то, что на участке происходит изменение агрегатного состояния продукта (фазовый переход) - газ или жидкость переходит в двухфазную область или наоборот. В этом случае для части данного участка будет однофазное течение, для другой части - двухфазное, поэтому однозначного режима течения для этого участка определить невозможно.

 

 

При печати результатов часть документа ''обрезается''

 

В некоторых случаях при выводе отчета в предварительный просмотр или при печати в файл он может выглядеть примерно вот так:

 

 

Такое может возникать, если для печати используется принтер не поддерживающий нужный формат печати (к примеру, документ имеет формат А3, а принтер поддерживает печать только на А4). Чтобы обойти эту проблему, просто выберите в настройках печати любой другой принтер (возможно "виртуальный", вроде "Print to PDF", "OneNote" или аналогичные):

 

 

 

При расчете обнаруживаются нестыковки перепадов высот

 

Если при расчете выдается это сообщение, значит на каких-то элементах замкнутого контура трубопровода неправильно/неточно заданы вертикальные проекции и перепады высот. О том, чем это чревато для расчета и как найти и устранить эти нестыковки, подробно рассказывается тут.

 

 

При подборе параметров количество управляющих параметров должно быть равно количеству целевых

 

Данное сообщение выдается в случае, если для подбора параметров задано разное количество целевых и управляющих параметров. Если в ваши планы не входило выполнять расчет с подбором параметров (подробнее об этом расчете см. тут), значит вы скорее всего просто по ошибке включили подбор параметров для каких-либо элементов трубопровода. Чтобы его отключить, нужно сделать следующее:

 

1. Откройте окно управляющих-целевых параметров

2. В левой верхней части этого окна нажмите на первую (левую) кнопку переключателя. При этом в окне отобразится перечень элементов трубопровода, для которых заданы управляющие параметры (если у вас этот перечень пуст, переходите к пункту 4):

 

 

3. Поочередно выделяйте каждый из элементов трубопровода в этом списке, открывайте в окне параметров для выбранного элемента вкладку "Подбор параметров" и отключайте на ней все включенные галочки.

4. В левой верхней части окна управляющих-целевых параметров нажмите на вторую (правую) кнопку переключателя. При этом в окне отобразится перечень элементов трубопровода, для которых заданы целевые параметры (если у вас этот перечень пуст, переходите к пункту 6):

 

 

5. Поочередно выделяйте каждый из элементов трубопровода в этом списке, открывайте в окне параметров для выбранного элемента вкладку "Подбор параметров" и отключайте на ней все включенные галочки.

6. Повторите расчет трубопровода.

 

 

Точка наблюдения находится слишком близко к активному узлу/узлу отражения

 

Такое сообщение может выдаваться в случаях, когда расположение точки наблюдения выбрано таким образом, что при заданных настройках расчета гидроудара (шаге счета и шаге вывода данных - подробнее об этом см. тут) невозможно обеспечить достаточную точность расчета параметров потока при гидравлическом ударе для данной точки. Наглядно это можно показать на примере ниже:

 

 

В данном трубопроводе продукт (вода с температурой 20С, смоделированная как "Вода/пар по IAPWS-IF97") перекачивается из узла 1 в узел 2, и выполняется расчет гидроудара для сценария мгновенного закрытия задвижки в конце этого трубопровода. Условия смоделированы таким образом, что скорость распространения ударной волны при гидроударе составляет 1000м/с, шаг вывода данных задан равным 0.1 сек, точка наблюдения расположена на расстоянии 3 м от начала трубопровода (от узла отражения).

Как подробно описано тут, шаг расчета гидроудара принимается равным меньшему из двух величин - отношения длины самого короткого участка в трубопроводе к скорости распространения ударной волны (для данного примера это будет 10м/1000м/с = 0.01сек) и заданного шага вывода данных (0.1 сек), т.е. в данном случае шаг счета 0.01сек. Таким образом, шаг по длине при расчете параметров потока (давления, расхода и т.д.) при гидроударе составит 1000м/с*0.01с = 10м. То есть получается, что точка наблюдения находится от узла отражения на расстоянии (3м), меньшем чем первая точка в трубопроводе, для которой будут рассчитываться параметры потока (10м). В этом случае невозможно гарантировать достаточную точность расчета для данной точки. Наглядно это явление можно продемонстрировать на графиках давлений для данной точки - слева показан этот график для исходного варианта расчета (с шагом счета 0.01 и шагом вывода данных 0.1сек), а справа для расчета с более высокой точностью (с шагом счета и вывода 0.001 сек):

 

   

 

Как видно, в первом случае амплитуда колебаний давлений получается гораздо меньше, чем во втором. Это происходит из-за того, что пики давлений очень "смазываются", поскольку их невозможно точно зафиксировать с заданными настройками расчета. Другими словами, продолжительность повышения давления в этой точке оказывается меньше шага счета, то есть, давление повышается настолько кратковременно, что его пиковое значение при расчете просто "проскакивается" из-за недостаточно маленького шага. Именно поэтому в таких ситуациях программа предупреждает при расчете, что результаты для данной точки могут быть не точны.

Обойти эту проблему можно двумя способами: первый, логично вытекающий из рассуждений выше, это уменьшить шаг вывода данных (что приведет к уменьшению и шага счета), то есть, выполнять расчет с большей точностью. Однако, следует помнить, что уменьшения шага может сильно замедлить ход выполнения расчета, что может быть неприемлемо для сложных и протяженных трубопроводных систем. Поэтому на практике также широко используется и другой способ - это располагать точки наблюдения на некотором удалении от узлов отражения ударных волн и активных элементов (закрывающейся/открывающейся арматуры и включающихся/выключающихся насосов). Дело в том, что при прохождении нескольких десятков метров в трубе сила ударной волны практически не меняется, так как потери ее энергии несопоставимо малы по сравнению с силой гидравлического удара. Поэтому пиковые значения давлений и других параметров потока в этой точке будут практически такими же, как непосредственно рядом с узлом отражения/активным элементом, но зато на этом расстоянии эти пики будет гораздо легче точно зафиксировать. Вот как к примеру выглядит график давления для того же самого расчета выше (с шаг вывода данных 0.1 сек), но в точке наблюдения, расположенной на расстоянии 20 метров от начальной точки трубопровода:

 

 

Как видно, пики колебаний давления и в этом случае немного "смазаны", но их значения почти точно соответствуют пикам, полученным в расчете с гораздо более мелким шагом 0.001с. Таким образом, располагая точки наблюдения на некотором расстоянии от узлов отражения и активных элементов можно добиться нужной точности расчета с гораздо меньшими затратами времени на расчет.

Примечание 1: важно помнить, что как правило, вблизи активного элемента (закрывающейся/открывающейся арматуры или включающегося/выключающегося насоса) кратковременны колебания расхода жидкости (она почти неподвижна и только на очень короткое время она "дергается" при прохождении ударной волны), а фазы повышения/понижения давлений наоборот, довольно продолжительны. А вблизи узла отражения с постоянным давлением (начальной или конечной точки трубопровода) наоборот, колебания давлений кратковременны, а колебания самой жидкости (ее расхода) продолжительны. Это следует принимать во внимание при выполнении расчета гидроудара. Поэтому если, к примеру, целью вашего расчета является определение пиковых значений давлений вблизи закрывающейся задвижки, то эту величину будет легко зафиксировать и с крупным шагом счета даже если точка наблюдения находится очень близко к этой задвижке (так как повышенное давление у задвижки будет держаться довольно долго). Аналогично, для определения пиковых величин расходов/скоростей потока можно смело располагать точки наблюдения близко к начальным/конечным узлам трубопровода, так как движение жидкости в этой точке будет при гидроударе продолжительным.

Примечание 2: все вышеупомянутые эффекты обычно бывают заметны только при довольно резком характере событий, вызывающих гидроудар (к примеру, при мгновенном или очень быстром открытии/закрытии арматуры). Поэтому если выполняется расчет гидроудара, вызванного плавным событием, данной проблемы может не быть вовсе, так как в этом случае фазы повышения/понижения давления и колебаний расходов будут достаточно продолжительными во всех точках трубопровода.

 

 

Расчет гидроудара выполняется очень долго

 

Как подробно описано тут, скорость расчета гидравлического удара сильно зависит от шага расчета, который выбирается как меньшее из двух величин - отношения длины самого короткого участка в трубопроводе к скорости распространения ударной волны и заданного в настройках расчета шага вывода данных. Поэтому первое, что следует сделать для ускорения выполнения расчета это подобрать оптимальный шаг вывода (об этом см. тут), при котором будет достигнута требуемая точность расчета при как можно более высокой скорости расчета.

Однако, даже если вы задали довольно крупный шаг вывода данных, то расчет гидроудара все равно может занимать продолжительное время, если в трубопроводе имеются участки труб с маленькой длиной. Это связано с тем, что при наличии таких коротких участков в схеме шаг счета приходится брать меньше, чтобы ударная волна была "зафиксирована" в каждом из таких участков как минимум один раз. Это и приводит к заметному замедлению расчета гидроудара (при наличии очень мелких участков труб при расчете гидроудара даже выдается соответствующее предупреждение о том, что расчет гидроудара при наличии таких участков может занять много времени).

Поэтому чтобы повысить скорость расчета гидроудара, рекомендуется по возможности удалять все мелкие элементы (трубы, отводы) из расчетной схемы (или же прибавить их длины к длинам соседних более длинных участков), сопротивления которых несопоставимо малы по сравнению с другими элементами схемы. При отсутствии в расчетной модели трубопровода таких элементов точность расчета заметно не пострадает, зато скорость расчета гидроудара существенно увеличится, поскольку шаг счета станет больше.

 

 

Пересчет по графике не выполнен, так как текущий трубопровод, либо не отображен, либо…

 

Как подробно описано тут, в Гидросистеме предусмотрена возможность при запуске расчета трубопровода автоматически пересчитывать перепады высот на элементах трубопровода, углы отводов и другие геометрические характеристики элементов согласно их графическому отображению на схеме. Однако, этот пересчет не может быть выполнен в тех случаях, когда в параметрах графики выбраны "не подходящие" для этого режимы представления схемы (к примеру, отключен показ изделий и схема отображается в "упрощенном" виде или в трубопроводе имеются замкнутые контуры и он при этом отображен не в масштабе и т.д.). В этом случае при расчете выдается соответствующее сообщение.

Поэтому если вы уверены, что все геометрические характеристики элементов схемы вы указали корректно и ничего не упустили, то данное сообщение можно игнорировать. Если же вы сомневаетесь, для всех ли элементов корректно заданы перепады высот, правильно ли заданы углы отводов и т.д., то:

В этом случае пересчет по графике будет выполнен перед расчетом.

 

 

В ветви с незаданным расходом присутствует сопротивление с заданным перепадом давления

 

Поскольку гидравлическое сопротивление любого элемента трубопровода и оборудования зависит от расхода протекающей через него среду, то крайне не рекомендуется использовать элемент "Сопротивление с известным перепадом давления..." в ветвях трубопровода, для которых неизвестен расход. Дело в том, что сопротивление этого элемента полагается при расчете постоянным, то есть, независящим от расхода, что совершенно не соответствует действительности. Такое допущение (о постоянстве данного сопротивления) может приводить к серьезной погрешности расчета (подробнее об этом рассказывается тут), а в некоторых случаях может и приводить к проблемам с его сходимостью.

Наглядно такие проблемы со сходимостью можно продемонстрировать на примере ниже:

 

 

В этом трубопроводе поток идет от узла 1 к узлу 4 с расходом в 30000кг/ч, причем часть потока идет прямо (ветвь "Прямо"), а часть по эдакому "байпасу" в обход основной магистрали (ветвь "Байпас"). В байпасе находится "Сопротивление с известным перепадом давлений", равным 10кПа, и требуется определить, какая часть от суммарного расхода (30000кг/ч) пойдет прямо, какая в обход (через сопротивление). Чтобы это определить, программа при расчете подбирает, при каком распределении потоков между ветвями "Прямо" и "Байпас" их суммарные сопротивления будут одинаковыми – в данном примере с данными условиями такое получается при расходах, соответственно, прямо около 25880, в обход - около 4120 кг/ч:

 

 

Если же к примеру, в условиях задачи перепад давлений на "Сопротивлении с известным перепадом.." будет не 10, а например, 12кПа, то расчет даст уже другие значения – в обход пойдет чуть меньше продукта (поскольку в этой ветви были добавлены дополнительные потери в 2кПа по сравнению с предыдущим случаем):

 

 

Ключевой момент тут в том, что решение находится в обоих случаях - то есть, можно подобрать такое соотношение расходов в этих двух ветвях, чтобы их суммарные сопротивления были одинаковы. А они обязательно должны быть одинаковы, так как обе эти ветви начинаются в одном и том же узле 2 и заканчиваются одним и тем же узлом 3 - разница между давлением в узле 2 и 3 будет одинаковая вне зависимости от того, "со стороны какой из ветвей заглянуть" в эти узлы.

Однако, такая картина может иметь место далеко не всегда. Если в условиях задачи перепад давлений на "Сопротивлении с известным перепадом.." будет, к примеру, 20кПа, то расчет будет прерван с ошибкой:

 

 

Чтобы понять, почему это происходит, нагляднее всего удалить (или перекрыть) байпасирующую ветвь (с сопротивлением в 20кПа) и посчитать, как будет вести себя поток, если он целиком пойдет через ветвь "Прямо":

 

 

В данном случае получается, что даже если весь расход в 30000кг/ч пойдет прямо (а в обход не пойдет ничего), то суммарное сопротивление ветви "Прямо" будет всего около 14.33кПа. То есть, разница между давлением в узле 2 и узле 3 максимум в самом худшем для данных условий случае может быть 14.33кПа. Но ветвь "Байпас" в этом трубопроводе тоже идет из того же самого узла 2 в тот же самый узел 3 – то есть, в этой ветви тоже должен быть суммарный перепад давлений в 14.33кПа. И в этом месте возникает закономерный вопрос – а как же, спрашивается, суммарный перепад может быть 14.33кПа, если только на "Сопротивлении с известным перепадом..." уже теряется 20кПа (а ведь еще будут потери и на других элементах этой ветви)? Ответ тут очевиден – никак. То есть, при перепаде давлений на "Сопротивлении с известным перепадом" в 20кПа данная задача не будет иметь решения. Или другими словами, ни при каком распределении потоков между этими ветвями перепад давлений на "Сопротивлении с известным перепадом..." не может быть 20кПа, как задано в условиях задачи.

Причем тут важно уточнить, что решения у данной задачи не будет именно при данном суммарном расходе в 30000кг/ч. Если же расход будет больше (например 50000кг/ч), то решение найдется и в случае перепада давлений на "Сопротивлении с известным перепадом..." 20кПа (так как остальные сопротивления при таком расходе станут больше):

 

 

Таким образом наличие/отсутствие решения такой задачи зависит от многих факторов - расходов, давлений, геометрии трубопровода, величин "Сопротивлении с известным перепадом..." и т.д. В случаях, когда решение существует, программа его находит, ну а при некоторых параметрах решения попросту может не быть.

Однако вне зависимости от того, есть или нет решения у данной задачи, в любом случае модель "Сопротивления с известным перепадом..." не отражает поведения реальных элементов трубопроводных систем, так как не учитывает изменение гидравлического сопротивления элемента при изменении проходящего через него расхода продукта (перепад давлений на таком элементе считается постоянным). Поэтому при наличии в ветвях с незаданными расходами "Сопротивлений с известным перепадом давления..." программа выдает соответствующее предупреждение при расчете.

Если вы уверены в правильности моделирования данного "Сопротивления с известным перепадом..." (к примеру, если расход на ветви с этим сопротивлением регулируется или же он опосредованно известен через заданные в других ветвях значения расходов), то данное сообщение можно игнорировать. В противном случае рекомендуется вместо "Сопротивления с известным перепадом давления..." использовать элемент "Сопротивление с известным коэффициентом сопротивления". Коэффициент местного сопротивления при этом можно легко сосчитать 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. При использовании "Сопротивления с известным коэффициентом сопротивления" у приведенной выше задачи (и всех аналогичных задач) всегда будет существовать решение, причем какой бы коэффициент местного сопротивления ни задать (в пределе при очень больших значениях коэффициента местного сопротивления расход через него будет стремиться к нулю). Потому что для этого элемента потери будут каждый раз разные в зависимости от расхода идущего через него продукта. И возвращаясь к примеру, с ветвями "Прямо" и "Байпас", всегда можно будет подобрать такое соотношение расходов в этих ветвях, чтобы их суммарные сопротивления совпадали.  

 

 

Было изменено направление потока в ветви с аппаратом или обратным клапаном

 

Если при расчете возникло данное сообщение, значит исходные данные для расчета заданы таким образом, что расход в ветви с аппаратом или обратным клапаном в результате расчета оказался отрицательным - то есть, поток идет в противоположном направлении "задом наперед" через аппарат/обратный клапан.

Если такое сообщение выдается для ветви с обратным клапаном, то результаты расчета в этом случае будут некорректными, так как в действительности обратный клапан пропускает продукт только в одну сторону, а при повышении давления после обратного клапана выше, чем до него, клапан закрывается, препятствуя течению потока в обратном направлении. К сожалению, данная особенность поведения обратных клапанов в настоящий момент в расчетах установившегося течения (изотермическом, тепловом или проектном) в Гидросистеме не учитывается - программа рассматривает такие элементы как работающие "в обе стороны". Поэтому данное сообщение (если оно было выдано для ветви с обратным клапаном) следует трактовать как то, что трубопровод в заданном режиме работать не будет. И необходимо изменить параметры потока и/или характеристики трубопровода, чтобы поток через обратный клапан шел в "правильном" направлении.

Если же такое сообщение выдается для ветви с аппаратом (сопротивлением с известным перепадом), то результаты расчета в этом случае также будут некорректными, так как перепад давления на аппарате при течении потока через него в обратном направлении рассматривается равным его заданному перепаду с противоположным знаком, что совершенно не соответствует действительности. В этом случае следует помнить, что моделировать аппараты как сопротивления с известным перепадом в ветвях с неизвестными расходами не следует, о чем подробно рассказывается тут. В таких случаях для моделирования данных "аппаратов" рекомендуется использовать элемент "Сопротивление с известным коэффициентом сопротивления". Коэффициент местного сопротивления при этом можно легко сосчитать 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.

Примечание: не смотря на указанные выше недочеты расчетного алгоритма Гидросистемы, их трудно называть "недочетами" в полном смысле этого слова. Дело в том, что ситуации, когда закрывается обратный клапан или когда поток меняет направление при движении через аппарат, на практике либо являются "нештатными", либо вообще в принципе не должны возникать и свидетельствуют об ошибках при проектировании. И в том, и в другом случае расчета данного режима работы трубопроводной системы не требуется, так как все равно она в таком режиме эксплуатироваться не должна. Поэтому диагностики возникновения данных режимов работы является более чем достаточным при проектировании и поверочных расчетах трубопроводных систем.

 

Управляющий параметр уперся в нижнюю границу...

 

Такое сообщение может выдаваться при расчете трубопроводных систем с подбором параметров, если какой-либо параметр потока (чаще всего давление или расход) регулируется с помощью диафрагмы, и для обеспечения необходимого значения выбранного параметра требуется очень маленькое значение относительного диаметра отверстия диафрагмы. Дело в том, что при подборе параметров для диафрагм поиск решения производится программой только в диапазоне значений относительного диаметра отверстия (т.е., отношения диаметра отверстия диафрагмы к внутреннему диаметру трубы) от 0.2 до 1. Если решение лежит в области более низких (ниже 0.2) значений относительного диаметра, то практическая целесообразность поиска такого решения сразу же теряется по двум основным причинам - во-первых, точность имеющихся на сегодняшний день методик расчета сопротивления диафрагм с такими маленькими отверстиями оставляет желать лучшего. И во-вторых (и именно из этого логично вытекает первая причина), в области маленьких значений диаметров сопротивление диафрагмы очень "чувствительно" даже к малейшим изменениям диаметра ее отверстия. То есть, изменение диаметра отверстия диафрагмы даже на доли миллиметров будет вызывать значительное изменение ее гидравлического сопротивления. Наглядно это можно продемонстрировать на следующем примере:

Перекачиваемым продуктом в данном трубопроводе является вода (с плотностью около 1000кг/м3), в начальном узле 1 задано давление 2МПа (абс.), продукт перекачивается с расходом 30000кг/ч (вполне "типичным" для трубопровода с таким диаметром), внутренний диаметр трубопровода равен 100мм, его суммарная протяженность 10м и посредине установлена диафрагма. Если диаметр отверстия диафрагмы равен, к примеру, 18мм (относительный диаметр 18мм/100мм=0.18), то ее сопротивление составит около 1.5МПа, и соответственно, давление в конечной точке трубопровода составит порядка 2-1.5=0.5МПа абс. (гидравлическое сопротивление труб до и после диафрагмы пренебрежимо мало). Если же диаметр отверстия диафрагмы будет, например, всего на пол-миллиметра меньше (т.е., 17.5мм), то ее сопротивление уже составит порядка 1.67МПа (и конечное давление получится около 0.33МПа абс.). Поэтому если с помощью данной диафрагмы требуется отрегулировать, к примеру, давление в конце трубы 0.4МПа абс., то соответственно, потребуется диафрагма с диаметром отверстия где-то между 17.5 и 18мм. Как нетрудно догадаться, изготовление диафрагмы с диаметром, точно равным требуемому, на практике будет крайне проблематичным. А "неточное" изготовление диафрагмы в данном случае недопустимо, поскольку стоит ошибиться всего на долю миллиметра и такая диафрагма уже отрегулирует совсем не то давление, которое нужно.

Таким образом, практического интереса расчет диаметра отверстия диафрагмы в случае малых значений не представляет. Именно поэтому, если при расчете с подбором параметров значение относительного диаметра отверстия диафрагмы выходит в область значений менее 0.2, программа прерывает расчет с указанной выше ошибкой. В таких случаях рекомендуется использовать в качестве регуляторов давления/расхода какие-либо другие более подходящие для данных случае устройства - к примеру, регулирующие клапана, для которых в большинстве случаев можно подобрать такой клапан, с которым поддержание требуемого значения расхода/давления продукта не вызовет проблем.

 

 

Неизвестная ошибка, расчет не сходится, внутренняя ошибка и т.д.

 

К сожалению, не все возникающие в расчете ошибки можно с легкостью диагностировать. Некоторые ошибки в исходных данных или же особенности построенной расчетной модели трубопровода могут приводить к возникновению в расчете таких проблем, для которых трудно найти однозначную причину. Кроме того, они могут иметь несколько различных причин, или же быть следствием какой-то совсем другой проблемы. Во всех случаях, когда невозможно точно определить, чем вызвана проблема в расчете, программа выдает "абстрактные" сообщения о внутренней ошибке, неизвестной ошибке, несходимости расчета и т.д. При возникновении таких ошибок рекомендуется проверить все введенные исходные данные и если видимых ошибок/опечаток в исходных данных не обнаружится, то обратиться в техподдержку Гидросистемы.