管網系統的案例
Flownex管網系統設計軟件
Flownex管網系統設計軟件
概述
Flownex是一個集成了CFD程序的管網系統設計軟件，主要用于模擬、設計和優化復雜的熱流系統。
Flownex軟件可以準確、快速和高效的模擬復雜的熱流動環境以及簡單的流體控制系統，能幫助工程師提高工作效率。
Flownex軟件具有強大的仿真能力，可計算氣體、液體、氣體混合物以及均勻兩項流的流動。
Flownex能模擬分析快速變化及慢速變化的動態過程；能夠計算流體和固體間的熱交換，包括壅塞現象、自然對流和焦耳加熱等。
能夠通過建立子系統來模擬復雜的系統。
具有強大的用戶圖形界面和輸出能力，能與Ansys、MATLAB、Simulink以及Labview等軟件進行方便的數據交換。
Flownex軟件在核工業、石油化工、能源電力系統、航空航天以及暖通空調等方面均有廣泛的應用。
功能特色
Flownex軟件是一款符合ISO 9001:2008標準和核電設施質量保證要求（NQA1）的仿真系統，是目前同類軟件中唯一具有核認證和質量證明的高可信度、高精度的仿真軟件。Flownex在核工業領域，尤其在球床模塊高溫氣冷堆（PBMR）方面進行了廣泛的驗證和確認（V&V）。Flownex軟件能夠模擬壓水反應堆（PWR）系統中U形管蒸汽發生器的循環率、空隙組分等，計算一次蒸發器中的沸騰率、干涸位置、金屬溫度，并設計流動分布以保證沸騰穩定，也可以利用自帶的內置點動力學方法或外部軟件計算反應冷卻液，覆蓋燃燒的溫度和中子反饋情況等；Flownex也能夠用自帶的內置點動力學方法或外部軟件計算高冷氣冷堆（HTR）卵石床或者棱柱體反應堆的冷卻劑、反應減速器和燃料溫度等。
展開 弱電人要學的無管網氣體消防系統知識匯總
機房是每個企事業單位重要部門，機房IT系統運行和存儲著都是核心數據，由于IT設備及有關的其他設備本身對消防的特殊要求，必須對這些重要設備設計好消防系統，是關系IT設備正常運作及保護好設備的關鍵所在，機房滅火系統禁止采用水、泡沫及粉末滅火劑，適宜采用氣體消防滅火系統，主要是七氟丙烷氣體消防裝置。
終將渡過成長的海
01
正文
機房消防系統從安裝方式上，可分為有管網，無管網（柜式）、機架式及火探管式。其中有管網與無管網消防系統通常用于面積比較大的機房。機架式及火探管式消防主要用于一體化機柜或集裝箱房等小范圍內。
今天我們就來說說無管網氣體消防系統。
展開 精準感知+高效預判——城市“聽診器”防水患于未然
快速定位城市排水管網系統的管道淤堵點，對河道水位、雨量情況、污水廠進水流量以及泵站運行情況等進行實時在線監測，是預防暴雨內澇可能帶來的城市安全隱患的關鍵之一。
千尋位置通過賦予排水管網系統精準時空感知能力，幫助安徽省天長市市區建立了城市管網“聽診器”，能高效預判汛期內澇風險點情況，快速作出科學的指揮調度，提升了城市排水系統安全能力，筑成了智能化的“城市生命線”，守衛市民的生命和財產安全。
一、為何需要布設城市管網“聽診器”
天長市位于高郵湖西岸，與長江、淮河相鄰，境內流域面積在100平方千米以上的河流共7條，流域總面積2609平方千米，主要湖泊總面積達638平方千米。每到雨季汛期，當地排水防澇壓力劇增。
天長市此前已具備一套較為完善的排水管理體系，但急需加強對排水管網運行狀態、易澇點、泵站的監測，以及加強各部門監測預警信息的互聯互通，以確保發生強降雨時可及時開展調度工作，避免人員傷亡和降低財產損失。
為此，千尋位置針對天長市主城區較大風險及以上138.73公里排水管網及配套設施進行“精準感知”能力的改造升級，實現了防汛排澇的全要素實時監測、報警提醒與處置。
展開 SIMSCI inplant v4.2 兩相流流體力學計算軟件
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。
展開 
垃圾處理中心除臭系統設計評估與風機選型
通過使用Flownex對垃圾處理中心通風系統的局部管線進行模擬，對敞開式處理車間和封閉罐裝設備的環境通風系統做出整體評估，并提出改進建議，同時對管線上的風機選型提出明確要求。
1.研究目的
隨著國內環境三廢處理規范要求越來越明細化，各種環保處理工藝可以說是百花齊放。但由于環保處理的對象具有極其復雜的來源，因此各種工藝和設備的處理效率仍需不斷提高。這里就針對有機質固廢集中處理中心的敞開式處理車間（低濃度臭氣）和封閉罐裝設備（高濃度臭氣）的環境通風系統做一個評估。
n 處理車間的臭氣產生量與處理廢棄物種類、處理量、停留時間有關，這種環境下空氣的換氣率指標是有相應標準限定的。
n 對于封閉罐裝設備來說，高濃度臭氣的產量與種類、儲量、時間、壓力、溫度等參數相關。
有了這些基礎數據以后，一般通風系統的管道布置設計就可以開始了，同時可以進行風機選型。
由于垃圾處理中心處理的種類隨著季節、處理量而變化，通風系統需要隨之重新改造或升級。因此，對現有通風系統的評估和改造是相關企業經常面臨的事。
本文使用集成CFD程序的一維管網系統設計軟件——Flownex，對垃圾處理中心的通風管路系統的局部管線進行模擬，評估現有運行參數下每一個吸風口的風量，并提出改進建議，同時對管線上的風機選型提出明確要求。
2.Flownex軟件簡介
Flownex是一款優秀的一維管網系統熱流體設計、優化軟件。
n 在電力、核能、化工、船舶、燃機、建筑、天然氣管網、航站樓飛機供油管路系統等領域都有廣泛的運用。
展開 垃圾處理中心除臭系統設計評估與風機選型
Flownex軟件簡介
Flownex是一款優秀的一維管網系統熱流體設計、優化軟件。
■ 它在電力、核能、化工、船舶、燃機、建筑、天然氣管網、航站樓飛機供油管路系統等領域都有廣泛的運用。
■ 它含有豐富的過流元件（圖1所示）（如管道、閥門、換熱器）、流動控制元件、動力元件（風機、水泵、壓縮機、鍋爐、燃燒室、核電反應堆等）、從動元件（汽輪機、渦輪、電機等）、輸配電系統和優化設計模塊等。
■ 它豐富的外部接口可以耦合其他軟件如ANSYS CFD/Mechanical、MATLAB/Simulink、RELAP、ROHR2、EES、Excel、OPC、Labview、MathCad等，以及其他數據文件如GIS、PCF(Autodesk inventor)、Cape-Open及用戶二次開發模塊等；也可以應用于各種流體介質（含兩相流、相變等）的管網系統評估。
圖1：Flownex界面示意圖
案例分析
通風除臭系統結構簡圖
通風除臭系統結構（圖2）由不同面積、標高的矩形風管組成，每個進口都布置有格柵（圖3），進氣口支路上安裝有風量調節閥，管路有3處位置布置了不同風量的風機。
圖2：系統結構簡圖 圖3：吸風口格柵
Flownex系統搭建
依據通風除臭系統結構，搭建下圖（圖4）所示Flownex流動網絡。其中：
■ ①和②段為氣體出口，其余均為進氣風口。
■ 氣體由出口①匯總后進入吸收塔進行凈化（此案例未分析）。
■ 邊界條件：①給定出口質量流量Q=60000 m3/h，其余邊界均設置總壓為1 atm，溫度為25℃。
展開 熱力管網水力失調的表現與解決措施
前言
隨著城市化程度的不斷提高，熱力管網的覆蓋范圍正在不斷擴大，集中供熱已經成為城市生產的根本標志。但是隨著建筑物數量的增多、建筑結構的復雜、供熱系統的多樣性，熱力管網中出現水力失調的可能性正在增加。在傳統的常見部位和環節上，在熱源系統、單體建筑間、不同單元、一戶一環等方面表現出各類水力失調的問題，這會嚴重影響熱力管網的供熱效果，而且會給熱力管網帶來不穩定和不安全的隱患。應該從熱力管網的結構與各類問題部位的分析入手，確定熱力管網水利失調的原因，有針對性地建立起熱力管網維護和檢修體系，確保熱力管網對水力失調的預防，在確保熱力管網供熱質量的同時，實現熱力管網的安全與穩定。
熱力管網水力失調的主要表現
2.1熱力管網熱源系統水力失調
在城市化進程加快的背景下，集中供熱的面積和數量呈現迅速增加的態勢，原有的熱源系統已經不能滿足日益迫切的供熱需求，特別是傳統的鍋爐存在發熱效率低、額定功率不足、熱媒參數不同，導致熱力管網的熱源系統之間出現壓力和阻力不盡相同的局面，導致鍋爐實際運行時產生循環水量與實際定額之間的巨大差距，不但影響了鍋爐的供熱效率，而且也造成了鍋爐運行效率一直不高，甚至給鍋爐的安全運行帶來嚴重的隱患。
2.2熱力管網單體建筑水力失調
在熱力管網中單體建筑出現水利失調是最為常見的問題，其表現形式是遠端供熱用戶溫度過低，其主要原因是由于長距離熱源傳輸，形成供熱環路中流量、熱量的差異，進而產生水力失調，這是當前引發供熱糾紛的主要原因。
2.3熱力管網不同單元水力失調
不同單元數量>4個后，末端單元的溫度普遍低于前端單元，造成同一建筑不同單元間供熱效果差異，產生這一問題的主要原因是前后單元在距離上出現差異而引起的水平失調，進而導致熱力管網水利失調，最終導致供熱效果不良。
展開 泵揚程與流量的關系？如何計算揚程？
泵揚程由管網系統的安裝和操作條件決定，計算前應首先繪制流程草圖，平、立面布置圖，計算出管線的長度、管徑及管件型式和數量。
一般管網如下圖所示
D——排出幾何高度，m；
取值：高于泵入口中心線：為正；低于泵入口中心線：為負；
S——吸入幾何高度，m；
取值：高于泵入口中心線：為負；低于泵入口中心線：為正；
Pd、Ps——容器內操作壓力，m液柱（表壓）；
取值：以表壓正負為準
Hf1——直管阻力損失，m液柱；
Hf2——管件阻力損失，m液柱；
Hf3——進出口局部阻力損失，m液柱；
h ——泵的揚程，m液柱
h＝D+S+hf1+hf2+h3+Pd－Ps
h= D－S+hf1+hf2+hf3+Pd－Ps
h= D＋S+hf1+hf2+hf3+Pd－Ps
計算式中各參數符號的意義
某些工業管材的ε約值見下表
管網局部阻力計算
常用管件和閥件底局部阻力系數ζ
來源：煤化工知庫
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展開 泵揚程與流量的關系？如何計算揚程？
泵揚程由管網系統的安裝和操作條件決定，計算前應首先繪制流程草圖，平、立面布置圖，計算出管線的長度、管徑及管件型式和數量。
一般管網如下圖所示
D——排出幾何高度，m；
取值：高于泵入口中心線：為正；低于泵入口中心線：為負；
S——吸入幾何高度，m；
取值：高于泵入口中心線：為負；低于泵入口中心線：為正；
Pd、Ps——容器內操作壓力，m液柱（表壓）；
取值：以表壓正負為準
Hf1——直管阻力損失，m液柱；
Hf2——管件阻力損失，m液柱；
Hf3——進出口局部阻力損失，m液柱；
h ——泵的揚程，m液柱
h＝D+S+hf1+hf2+h3+Pd－Ps
h= D－S+hf1+hf2+hf3+Pd－Ps
h= D＋S+hf1+hf2+hf3+Pd－Ps
計算式中各參數符號的意義
某些工業管材的ε約值見下表
管網局部阻力計算
常用管件和閥件底局部阻力系數ζ
來源：網絡
由化工707編輯整理
必備收藏！盛虹煉化裝置流程圖
三種不同密封形式泵的安全性比較
常聽人說“工藝包”，那它究竟包括哪些內容？
304，304H和304L三者有什么區別？
展開 天洑智能管道設計軟件AIPIPE，讓工業擁有健康“血管”
但隨著管道系統越來越復雜，其所承受的工況也越來越嚴苛。傳統方法已難以評估管道在復雜荷載下的應力分布、變形情況以及潛在的失效風險。
此時，有限元分析（FEA）軟件就成為了管道設計必不可少的工具。
AIPIPE是由天洑軟件自主研發的一款智能管道設計軟件，將有限元算法與管道行業深度融合，主要功能對標美國CAESAR II軟件。
面向能源電力、石油化工、核電水利等領域的管網系統，AIPIPE集成建模、前處理、應力/模態分析和結果處理功能，協助工程師快速校核管道強度。
AIPIPE 內置豐富的管道數據庫，包括常用元件的管道管件庫、包含700多種物理特性和基于規范的許用應力材料庫、可變彈簧庫和恒力彈簧庫、保溫數據庫以及自定義數據庫。
同時，AIPIPE具有豐富的CAD和CAE接口，可輸入包括cii, .pcf, .inp, .cdb等格式的數據。
AIPIPE支持豐富的載荷類型，包括管道內壓、重力、集中載荷等。用戶拖拽不同類型載荷即可完成工況組合的編輯和修改，軟件可對所有工況（包括偶然工況）進行自動組合計算，無需再進行繁瑣的工況編輯。
AIPIPE支持 ASME 標準材料庫，包括ASME B31.1和ASME B31.3。自發布以來，AIPIPE在建筑設計、特種設備、發電站、化工、半導體和低溫設備等領域得到廣泛應用。
軟件支持中英文雙語界面一鍵切換，更符合國內工程師操作習慣。同時，軟件功能性能全面滿足國家《特種設備生產和充裝單位許可規則》（TSG 07—2019），助力相關單位獲得壓力管道設計資質。
AIPIPE已獲得國家計算機軟件著作權登記證書，核心代碼國產自主可控，適配國產操作系統。
天洑為中國智能工業軟件研發領域的高新技術企業，專注于中國自主知識產權的智能設計、快速仿真、優化、運維類工業軟件的研發。
展開 【產品】智能管道設計運維一體化平臺AIPIPE 2023R1新版本功能介紹
AIPIPE 2023R1版本視頻介紹
AIPIPE是由天洑軟件自主研發的一款智能管道設計運維一體化平臺，它的定位是面向能源電力、石油化工、核電水利等相關領域的管網系統，打造集力學分析、優化設計、健康監測運維服務于一體的智能管道平臺。AIPIPE在已有的有限元核心算法基礎上，與管道行業深度融合，能夠實現管道建模、特殊元件處理、管道靜力分析、應力校核、彈簧選型等相關功能。
相比于上一個版本，AIPIPE 2023R1版本在五個方面進行了軟件提升，具體包括：
① 優化交互界面
② 完善數據庫
③ 更新管道應力規范
④ 新增多工況組合管理
⑤ 優化軟件接口
一、優化交互界面
AIPIPE 2023R1版本優化了用戶界面、優化調整了交互邏輯，進一步提升了用戶使用友好度。在圖形化界面下，用戶可以更加簡單便捷地建立、編輯和管理模型并且很清楚地知道當前處于管道系統的哪個位置，也可以很容易的定位到指定點，找到問題所在。用戶可以使用簡單的操作進行荷載條件的建立和修改，支持以匯總表的形式快速查看模型數據，也可通過批量修改數據來快速修改模型。
二、完善數據庫
AIPIPE 2023R1版本包含了更加豐富完整的數據庫，包括所有常用元件的管道管件庫、包含700多種物理特性和基于規范的許用應力材料庫、可變彈簧庫和恒力彈簧庫、保溫數據庫以及自定義數據庫。其中材料庫材料可以編輯，也可由用戶向材料庫添加新的材料；可變彈簧庫和恒力彈簧庫支持LISEGA公司的產品庫和國家能源部的最新彈簧標準庫；用戶在建模時，保溫數據庫支持用戶對相應的保溫材料進行方便的調用。
展開 
壓力管道輸水灌溉優化設計研究進展（下）
［58］ 歐建鋒，金兆森.微灌工程規劃設計專家系統的研究［J］.揚州大學學報（自然科學版），2002，5（1）：62－66.
［59］ 張麗珍，孫 濤，樓文高.規則灌溉管道網優化設計軟件系統的開發［J］.上海海洋大學學報，2004，13（1）：88－90.
［60］ 鄭純輝，趙 杰.基于GIS的微灌管網智能化設計系統研究［J］.農業工程學報，2004，20（5）：101－104.
［61］ 周明耀，馮小忠，夏繼紅.基于組件式GIS的管道輸水灌溉系統規劃設計軟件研制［J］.農業工程學報，2006，22（4）：208－211.
［62］ 邱象玉，王福軍.滴灌系統CAD管網布置模型及應用［J］.農業工程學報，2008，24（8）：10－14.
［63］ 宰松梅，郭冬冬，仵 峰，等.滴灌系統CAD技術的研究與開發［J］.節水灌溉，2009（11）：24－26.
［64］ 張桂春.基于AUTOCAD二次開發微灌管網自動化布置［D］.楊凌：西北農林科技大學，2014.
［65］ 楊國英，余根堅，高占義，等.滴灌工程設計CAD系統軟件研發［J］.中國農村水利水電，2016（10）：69－72.
展開 泵揚程與流量的關系？如何計算揚程？
泵揚程由管網系統的安裝和操作條件決定，計算前應首先繪制流程草圖，平、立面布置圖，計算出管線的長度、管徑及管件型式和數量。
一般管網如下圖所示
D——排出幾何高度，m；
取值：高于泵入口中心線：為正；低于泵入口中心線：為負；
S——吸入幾何高度，m；
取值：高于泵入口中心線：為負；低于泵入口中心線：為正；
Pd、Ps——容器內操作壓力，m液柱（表壓）；
取值：以表壓正負為準
Hf1——直管阻力損失，m液柱；
Hf2——管件阻力損失，m液柱；
Hf3——進出口局部阻力損失，m液柱；
h ——泵的揚程，m液柱
h＝D+S+hf1+hf2+h3+Pd－Ps
h= D－S+hf1+hf2+hf3+Pd－Ps
h= D＋S+hf1+hf2+hf3+Pd－Ps
計算式中各參數符號的意義
某些工業管材的ε約值見下表
管網局部阻力計算
常用管件和閥件底局部阻力系數ζ
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展開 Flownex在智能化數據中心的應用
數據中心的能耗主要來源于IT設備、空調系統、電源系統和照明系統。
l IT 設備是能耗最高的部分，約占數據中心總能耗的45%，其中服務器能耗約占35%，存儲設備能耗和網絡通信設備能耗各占5%左右。
l 空調系統能耗在數據中心總能耗中排第二位，約占40%。
因此降低空調系統能耗被認為是提高數據中心能源效率的重要措施。
數據中心能耗分布
國際上一般采用PUE作為衡量數據中心電力使用效率的指標：PUE =數據中心的總能耗/ IT設備能耗。PUE 越接近1，數據中心的能源利用率越高。
據《“十三五”國家信息化規劃》的要求：
l 到2018年，云計算和物聯網原始創新能力顯著增強，新建大型云計算數據中心電能使用效率(PUE)值不高于1.5；
l 到2020年，形成具有國際競爭力的云計算和物聯網產業體系，新建大型云計算數據中心PUE值不高于1.4。
從數據中心的能耗組成來看，制冷系統是節能的重點。
數據中心的常規冷卻方式主要包括：
冷卻方式對比：
數據中心冷卻系統使用到的設備有蒸發器、閥門、冷板、冷凝器、管路、泵、控制閥、接頭、三通、換熱器等元件，使用一維系統軟件能夠方便的建立冷卻系統模型，快速得出系統運行設備之間的物理關系。
Flownex 是一個通過 ISO9001:2008 質量認證的管網系統仿真軟件，能快速、準確、高效地模擬復雜的熱流動環境，并對復雜的熱流系統進行設計和優化。
l Flownex 具有強大的仿真能力，可計算氣體、液體、氣體混合物以及均勻兩項流的流動,能模擬分析快速變化及慢速變化的動態過程。
展開 【產品】智能管道設計運維一體化平臺 - AIPIPE 2022R2版本新功能詳解
AIPIPE是由天洑軟件自主研發的智能管道設計運維一體化平臺，面向能源電力、石油化工、核電水利等相關領域的管網系統，提供力學分析、優化設計、健康監測運維等服務。
AIPIPE 2022R2版本在2022R1版本的基礎上，新增了部分仿真分析和運維功能。
埋地管建模與分析
新增了埋地管建模與分析功能。通過設置土壤模型參數、埋地單元設置完成埋地建模。在分析中，自動對埋地管道進行加密，再將土壤約束轉換為力學彈性約束，提高模擬精度。
圖1 AIPIPE埋地管設置彈窗
圖2 AIPIPE埋地管
管道振動分析
新增了管道振動分析的動力學模塊，可以完成管道模態與諧波響應分析。諧波分析對于激勵位置的振動響應捕捉精準，與競品軟件、結構有限元軟件吻合良好。
圖3 AIPIPE動力分析彈窗
表1 AIPIPE模態分析精度
圖4 AIPIPE局部激勵響應云圖
管道流體分析
新增了管道流體分析模塊。該模塊可以將管道結構分析模型自動轉換為流體模型，實現管道、泵/風扇、閥的穩態流體分析。流體分析的結果，經過計算調度模塊可以傳遞給結構分析部分，實現流固耦合分析。另一個方面，該模塊集成了Pipenet數據接口，可以直接導入sdf格式文件進行流體分析。
圖5 AIPIPE流體模塊
圖6 AIPIPE流體分析
健康監測
新增了健康監測模塊。該模塊包括傳感器布置方案設計、數據采集、健康評估、數據庫管理等功能。針對在役管道定檢場景，基于結構疲勞理論，利用仿真和AI引擎實現傳感器自動布點設計和健康評估。
展開 