Гидросистема

Программа «Гидросистема» предназначена для теплогидравлического расчета трубопроводных систем и выбора диаметров.

Обзор

«Гидросистема» — программа широкого применения, которая может использоваться при проектировании и реконструкции объектов в энергетике, нефтеперерабатывающей и нефтехимической, газовой, нефтяной, химической и других отраслях промышленности, для расчёта технологических, магистральных трубопроводов, тепловых, газораспределительных и других инженерных сетей. Программа позволяет рассчитывать надземные, подземные и комбинированные трубопроводные системы произвольной сложности (в том числе с кольцевыми участками). Результаты расчёта помогают правильно выбрать насосы, компрессоры, регулирующие и предохранительные клапаны, обеспечить работоспособность трубопроводных систем и оптимизировать капитальные затраты. Программа развивалась более 30 лет с учетом опыта эксплуатации в десятках фирм России и СНГ.

Возможности

Программа производит следующие виды расчётов:

• гидравлический расчёт изотермического течения (без расчёта изменения температуры продукта);
• проектный расчёт (выбор диаметров);
• теплогидравлический расчёт (с расчётом изменения температуры продукта и теплопотерь в окружающую среду);
• расчёт переходных процессов (гидроудара).

Гидравлический и проектный расчёт изотермического течения

В зависимости от заданных пользователем исходных данных (давлений в источниках и потребителях, расходов и температуры продукта, его состава или теплофизических свойств, схемы трубопровода с местными сопротивлениями) и выбранного вида расчёта программа позволяет решать различные задачи:

• Подбор диаметров ветвей трубопровода и его изотермический расчёт по начальным и конечным давлениям и расходам по ветвям (проектный расчёт);
• Расчёт пропускной способности трубопровода (распределения расходов по ветвям) по начальным и конечным давлениям;
• Поверочный изотермический расчёт трубопровода «по ходу потока» (расчёт конечных давлений по известным начальным) и «против потока» (расчёт начальных давлений по заданным конечным);
• Разнообразные варианты и комбинации расчётов.

Теплогидравлический расчёт

Модуль теплового расчёта позволяет совместно с гидравлическим расчётом проводить тепловой расчёт трубопроводов. При этом могут быть заданы и учтены изменяющиеся по ходу трубопровода условия окружающей среды, материал стенки, расположение (на улице, в помещении, под землей в канале или в грунте, в туннеле), материал и толщина изоляции, материал покровного слоя. В программу включена база данных материалов тепловой изоляции (идентичная БД программы «Изоляция») и инструменты её пополнения и корректировки пользователем.

Расчёт двухфазных газо-жидкостных потоков

Модуль расчёта двухфазного течения позволяет проводить поверочный расчёт двухфазного течения, в том числе совместно с тепловым расчётом и с расчётом массообмена между фазами. Определяются режимы двухфазного течения, истинное объемное газосодержание, параметры течения каждой из фаз. Программа самостоятельно отслеживает переход двухфазного течения в однофазное и наоборот. Пользователь может гибко управлять использованием программой различных расчётных методик для расчёта двухфазного течения.

Расчет «трехфазных» течений двух несмешивающихся жидкостей и газа

Данная расчетная функция позволяет выполнять расчеты течений смесей нефти, воды и попутного газа в трубопроводах добычи и транспортировки нефтегазовых смесей. Для таких течений программа позволяет задавать соотношения расходов фаз в виде указания коэффициентов обводнённости и газового фактора, а также задавать расходы каждой из фаз в явном виде. При расчете учитываются поправки на вязкость и инверсия фаз, в результатах расчета наглядно отображаются расходы всех фаз, потери давления, гидравлически уклон и т.д.

Расчет течений жидкостей, содержащих твердую фазу

Модуль расчёта течений с твердой фазой позволяет проводить поверочный гидравлический расчёт течений жидкостей, содержащих твердые частицы (различного рода пульпы, взвеси, суспензии и т.д.), в том числе совместно с тепловым расчётом. В ходе расчета программа определяет режимы движения твердой фазы и ее распределения в жидкости, плотность смеси, скорость ее движения, потери давления и т.д.

Расчёт переходных процессов (гидроудара)

Модуль расчёта гидроудара позволяет проводить расчёт переходных процессов (гидравлического удара) в произвольных трубопроводах, транспортирующих жидкие продукты, вызванных закрытием/открытием арматуры, остановкой/запуском насосов, и любыми сочетаниями этих событий. Модуль позволяет пользователю понять характер переходного процесса и оценить опасность возможного разрушения трубопровода и возникновения кавитации. В ходе расчёта программа определяет и выводит в динамике (в том числе на расчётной схеме трубопровода) давления, напоры, расходы и скорости продукта, а также максимальные и минимальные значения давления за рассчитанное время. Также при расчете определяются возникающие при гидроударе усилия в узлах трубопровода. Эти усилия затем автоматически передаются в программу Старт-Проф для учета их в расчете на прочность.

Выбор насосного оборудования

В программе предусмотрена возможность экспорта данных для выбора центробежных насосов в программную систему “Spaix 4 Pumps” с последующим импортом данных о выбранном насосе в Гидросистему. Рассчитанные в Гидросистеме теплофизические свойства продукта и требуемые параметры насосного оборудования могут быть автоматически переданы в Spaix для выбора насосов, а характеристики выбранных в Spaix насосов обратно в Гидросистему для проведения полного поверочного расчёта трубопровода. Тем самым обеспечивается комплексная оптимизация при выборе насосов и параметров трубопровода. Лицензия на программу Spaix 4 Pumps Pure предоставляется действующим пользователям Гидросистемы бесплатно.

Интеграция

Для расчёта тепловых сетей в программу включена возможность автоматического построения пьезометрических графиков в MS Excel по результатам расчёта.

В программе предусмотрена возможность импорта и экспорта схем трубопроводов в файлы формата PCF (для передачи модели трубопровода из различных систем графического проектирования в Гидросистему и наоборот), импорта из проектов и экспорта в проекты программы СТАРТ-Проф, импорта и экспорта схем трубопроводов в файлы формата DXF, а также импорта из файлов открытого формата (с помощью которого можно настроить импорт данных в Гидросистему из любой объектно-ориентированной модели). Вместе с программой поставляется модуль выгрузки данных из программ AVEVA (PDMS, E3D и MARINE) в файлы открытого формата для последующего импорта в Гидросистему. А с использованием дополнительного модуля интеграции Revit-Гидросистема можно настроить передачу данных из Autodesk Revit в Гидросистему. Также в программе имеется возможность вывода изометрических чертежей трубопровода и основных результатов его расчета в AutoCAD (для работы данной опции необходим AutoCAD версии 2020 или более новой).

Интерфейс

Пользовательский интерфейс программы прост и интуитивно понятен. Графическое окно программы обеспечивает наглядное отображение расчётной схемы трубопровода. В программе использован интеллектуальный алгоритм, оптимизирующий расположение отдельных элементов для минимизации наложений и пересечений. Схема может быть представлена в 3D или в любой проекции, для удобства ее чтения и анализа можно также регулировать степень детальности представления элементов. Поддерживается специальный режим ввода и отображения расчётной схемы с привязкой к фоновому растровому изображению, например, к карте населенного пункта или плану завода, что особенно удобно при проведении расчётов наружных инженерных сетей. При этом пользователь может вручную перемещать узлы расчётной схемы, а программа сама определяет длины участков в соответствии с масштабом карты.

Окно: построение трубопровода тепловой сети на подложке

Графическое отображение потерь давления на схеме трубопровода в программе

Возможности расчёта

Программа рассчитывает для каждого элемента трубопровода скорость перекачиваемого продукта, потери давления на трение и местные сопротивления, свойства продукта, кавитационный запас и другие параметры. Точность расчёта обеспечивается за счет автоматического пересчета свойств продукта и режимов течения на каждом участке, а также детального расчёта прямых труб и местных сопротивлений с учетом режима течения в соответствии со справочником Идельчика и современными методами расчёта многофазных течений. Результаты расчёта можно отобразить на расчётной схеме в виде цветового выделения, наглядно показывающего элементы, ответственные за наибольшие гидравлические потери.

Конфигурация

Вместе с программой поставляются следующие компоненты: