SIMSCI inplant v4.2 兩相流流體力學計算軟件
NPLANT 擁有和PRO/II相同的物性數據庫和友好的用戶界面,可處理組成混合物、單相氣體、單相液體、蒸汽、水等各種流體類型,是全球工程設計公司首選的水力學計算解決方案。嚴格的多相流分析和詳盡的熱力學計算使得INPLANT 適合于各種應用,如:
工藝管線(尤其是兩相流管線)
蒸氣管網
循環水管網(包括消防水管網)
火炬泄放管網
原油長輸管線
天然氣分配和輸送管網
管線的嚴格傳熱分析
管線尺寸設計
水合物生成分析
工藝管線
INPLANT 能讓用戶快速準確計算工藝管線中水力學性能。無論是多復雜的管網,INPLANT都能處理,采用聯立方程解法求算壓降和流量平衡方程并嚴格模擬管線的傳熱過程。管線的輸送量、合適的管線尺寸、環狀管網中的流量分配、泵和壓縮機、傳熱影響、焦耳-湯姆遜效應、流體流型分布、氣液相流速以及三通管中相分離等等INPLANT均能為您準確進行計算。
公用工程管網
INPLANT 能專門用于嚴格求算各種邊界條件下的管網系統,可對冷卻水、蒸氣、潤滑油和空氣等公用工程管網的流動分配情況進行計算。這些先進的功能使用戶易于解算整個工廠公用工程管網系統的性能。對于給定輸入壓力,INPLANT能幫助您計算出終點壓力和流量,反之,給定終點的壓力要求,INPLANT能幫您解算出供應源所需的壓力要求。
火炬泄放系統
INPLANT使設計人員快速準確地評估火炬管網是否滿足要求,尤其是工藝裝置發生變化時。該程序能為各種單相和多相泄放系統準確計算所需背壓。如果計算的背壓大于容器最大允許壓力,程序將自動重新計算排放管線的尺寸。INPLANT還能幫助用戶找出尺寸不夠的安全閥并幫助用戶選擇合適的尺寸。
INPLANT特點:
1. 用戶界面
INPLANT有十分友好的用戶輸入和運行界面和輸出報表。一方面可在圖形界面直接顯示壓力、溫度、流量等數據,并能自動更新,另外,報告數據可方便地輸出為文本形式的輸出文件(output文件),同時所有計算的數據結果和圖形結果都可以非常方便地導出到Excel中,生成非常詳細和整齊的數據報表且可編輯,采用超鏈接方式指向不同的報表,所有涉及的圖形如相包跡圖、水合物曲線、相態圖、溫度壓力剖面圖等都自動生成。
INPLANT支持關鍵詞文件(文本文件)的輸入,且關鍵詞文件和圖形文件自由導入導出,從關鍵詞文件導入到圖形文件時其圖形拓撲結構保持不變。關鍵詞文件的主要優點:
(1)編輯方便、可批量輸入數據;
(2)易于查出輸入錯誤;
(3)占用空間小,便于工程項目的存檔和尋求技術支持;
INPLANT支持批量運行,即一次可批量處理若干個INPLANT模型并輸出計算結果。
2.工程計算能力
INPLANT擁有相關行業領先的技術,采用工業標準的方法庫與數據庫,有先進的網絡求解算法,能處理任意復雜度的網絡計算。INPLANT正在為全球各地從事管線管網設計的工程師廣為采用,各大工程設計公司均將INPLANT視為標準工具,用于提高效率、減少投資、降低投資費用等。
(1)物性計算:
在組分流體(定義純組分及其組成的流體)處理方面,INPLANT組分庫有2000多種純組分及其全面的物系參數,且這些參數允許用戶調整,同時可處理石油評價數據和石油餾分數據。在熱力學方面,INPLANT采用SimSci的工業標準熱力學模型,包括:一般關聯式、狀態方程、液相活度系數方程、改進的狀態方程、特殊物系處理包、Henry法則等,均與PRO/II相同,因而能準確計算各種工藝流體的熱力學性質。
而對非組成流體,即根據給定的密度等數據和相應的關聯式預測流體物性,可處理單相氣體、單相液體、蒸汽、水等類型的流體。
INPLANT用工業標準的算法計算流體的傳遞性質,包括:熱傳導率、表面張力和粘度等。對大多用戶關心的粘度計算,可允許用戶自定義粘度數據。對油水混合物,有三種方法處理,即體積平均、API 14B、油水乳化(Woelflin模型、轉化點、乳化曲線)等。
(2)壓降(持液量)計算:
INPLANT包含35種工業標準的壓降(和兩相流持液量)計算模型,適合于各種類型的水平、垂直或傾斜管內的單相流和多相流計算,并能預測流體的流型。部分壓降模型如:
American Gas Association
Eaton-Flannigan
Angel – Welchon – Ross
Gray - Moody
Ansari
Gray
Aziz
Hagedorn & Brown
Beggs & Brill
Hagedorn & Brown - Beggs & Brill
Beggs & Brill – Moody
Hazen-Williams
Beggs & Brill - Moody high velocity
Lockhart & Martinelli
Beggs & Brill - Moody-Dukler
Moody
Beggs & Brill - Moody-Eaton
Mukherjee & Brill
Beggs & Brill - Moody-Hagedorn & Brown
Mukherjee & Brill-Eaton
Beggs & Brill - No slip
OLGA-S 2000 2-Phase
Beggs & Brill - No slip high velocity
OLGA-S 2000 3-Phase
Beggs & Brill high velocity
Olimens
Dukler
Orkiszewski
Dukler-Eaton-Flannigan
Panhandle B
Dukler-Flannigan
TACITE-S
Duns & Ros
Weymouth
Eaton
Xiao
INPLANT采用T-D-B的方法根據氣液相的折算流速預測流體的流型,用戶可以非常方便地獲得管線中每個管段(Segment)的流型(泡狀流、波狀流、段塞流、霧狀流、環狀流等)。
INPLANT包括3種(自然)段塞流預測模型(Brill、Norris和Scott),用于預測段塞流的長度、體積等參數。
(3)傳熱計算:
INPLANT能對管線進行嚴格的傳熱計算,如計算管線有保溫層、在空氣中(地面管線)、在水中(水底管線)、在土壤中(埋地管線)等各種情況下的傳熱情況。熱量傳遞取決于流體的溫度、壓力、物性、流量和周圍介質溫度、流量等性質以及傳熱系數等。INPLANT將考慮所有這些因素并執行嚴格的傳熱計算,并由此計算出整個管網的溫度分布。
(4)設備處理
INPLANT包括各種管線和管件設備的計算,包括:
管線和管件:管線、入口和出口、彎頭、三通、管嘴、大小頭、文丘里、孔板等;
閥門:球閥、閘閥、角閥、堞閥、底閥、止回閥等;
單元設備:泵、壓縮機、節流閥、加熱冷卻、調節閥、三相分離器等;
(5)先進的網絡算法
INPLANT采用聯立方程法并結合先進的Newton-Raphson算法和矩陣求解器算法對整個管網進行壓力和流量平衡計算,可處理任意復雜度的管網。INPLANT具有極強的網絡解算能力,能很好地解算任意結構和大小的管網系統,無論是簡單的前饋型網絡或復雜的回路、復雜環狀網絡都有能很好地收斂。如:純聚集和分配的樹狀管網、支狀管網、多個Source和Sink、有些段流向不能確定、帶復雜環狀結構且流向不確定,并隨邊界條件而改變等網絡結構。
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