Программа расчета гидравлических систем Piping Systems FluidFlow воплотила в себе все лучшее из созданного компанией Flite Software за двенадцать лет ее существования. Практическая ценность программного продукта не подлежит сомнению: специалисты Flite Software имеют богатейший опыт сотрудничества с ведущими производителями трубопроводов и гидравлического оборудования.

Основное назначение FluidFlow — обеспечить все необходимые условия для проектирования и инженерного анализа новых, а также оптимизации действующих систем трубопроводов. На практике применяются самые разные системы трубопроводов — от простейших, состоящих из одной трубы, до сложных с большим числом труб и комплектующих узлов. Основной модуль FluidFlow позволяет разработать такие системы как для сжимаемых, так и для несжимаемых жидкостей.

Используя FluidFlow, вы быстро и эффективно решите все проблемы, связанные с расчетами гидравлических систем. Ниже мы рассмотрим примеры задач, легко решаемых с помощью этого программного пакета.

Установка клапанов сброса давления в системе сбора газов

В качестве первого примера рассмотрим задачу расширения действующего химического завода. Вредные выбросы химического производства требуется свести в один поток и пропустить через газоочиститель. Содержание воздуха в газовых выбросах из каждого резервуара превышает 99,6%, все резервуары функционируют при температуре окружающей среды. Величина потока газовых отходов для каждого из четырнадцати резервуаров задана как технологическое требование (исходные данные). Рабочее давление в резервуарах различно и составляет от 120 до 130 кПа.

Чтобы снизить затраты на очистку труб и газоочистку, а также избежать возникновения промежуточных потоков между резервуарами, система сбора отходов должна работать при более низком давлении. Было принято следующее решение: сборник отходов, изготовленный из нержавеющей стали, и газоочиститель для давления 108 кПа; на входные точки каждого резервуара устанавливаются регуляторы давления (значение давления в этих точках требуется вычислить).

Расчетная схема — конфигурация системы и все известные исходные данные — задана с использованием FluidFlow.

Формирование схемы с исходными данными
Формирование схемы с исходными данными

Следует отметить, что диаметры труб обычно подбираются исходя из скорости потока и с учетом экономических показателей. В нашем случае диаметры определялись на основе данных по аналогичной системе сбора и очистки газов, действующей на другом, менее крупном заводе. Хотя скорости потоков системы оказались меньше экономически целесообразных, все принятые диаметры были сохранены.

При отрисовке расчетной модели система автоматически показывает проблемные места (в нашем примере малые скорости выделены цветом)
При отрисовке расчетной модели система автоматически показывает проблемные места (в нашем примере малые скорости выделены цветом)

Когда задана модель со всеми исходными данными, а результаты расчетов отслеживаются в реальном времени, остается решить одну-единственную задачу — выбрать предохранительный клапан для сброса давления и определить давления на подключениях к резервуарам.

Рассчитывать по отдельности каждый резервуар и предохранительный клапан, мягко говоря, нерационально (добиваясь соответствия исходным данным по потокам на резервуарах, придется решать задачу со многими итерациями, а по сути свести процесс к методу проб и ошибок). Механизмы FluidFlow позволяют избежать таких расчетов — нужно лишь правильно определить граничные условия модели. В нашем примере ситуация еще более прозрачна: поскольку все потоки на резервуарах установлены технологическими требованиями (исходные данные), в качестве граничных условий модели будут заданы точки входа/выхода с известным потоком (14 входных линий от резервуаров) p и один выход (газоочиститель) с заданным давлением |.

Расчетная модель с известными расходами
Расчетная модель с известными расходами

Результатом являются рассчитанные давления на каждом входном отверстии; регулирующие клапаны на резервуарах должны работать именно в таких режимах.

Было бы неверно начинать конструирование системы, не проверив критический режим работы. Что произойдет с давлением в системе, если все клапаны сброса давления по ошибке окажутся полностью открытыми? В этом случае давление во всех отводных линиях будет равняться полному давлению резервуаров: 130 кПа.

Вносим коррективы в расчетную схему: вместо указания в исходных данных расходов на резервуарах задаем предельные давления 130 кПа и указываем, что в качестве промывателя используется Kv-компонент (этим компонентом можно описать работу теплообменников, фильтров и т. д., для которых потеря напора для данного потока, как правило, известна или может быть указана изготовителем).

Расчетная модель, измененная для проверки аварийной ситуации
Расчетная модель, измененная для проверки аварийной ситуации

Изменив начальные условия и цели задачи, получаем следующие результаты:

  • отводные линии трубопровода могут выдержать повышенное давление. При этом максимальное давление, которое способен выдержать промыватель, равняется 250 кПа — соответственно, требуется определить давление у входного отверстия промывателя;
  • для защиты промывателя от воздействия повышенного давления открывается клапан сброса давления — при открытом клапане давление на промывателе не превышает нормального рабочего давления и находится на безопасном уровне.

Мы привели пример лишь одной из задач, решаемых с помощью FluidFlow. В следующих номерах журнала публикация примеров будет продолжена, но получить максимально подробную информацию о возможностях и сфере применения FluidFlow можно уже сейчас — поставщики программы готовы ответить на все интересующие вас вопросы.

(Продолжение следует)

Примеры предоставлены компанией Flite Software

По вопросам приобретения или технического сопровождения программы FluidFlow обращайтесь в компанию CSoft.

Примеры предоставлены компанией Flite Software
По вопросам приобретения и технического сопровождения
программы FluidFlow обращайтесь в компанию CSoft