PIPENET训练课程汽锤.doc

PIPENET训练课程——汽锤 介绍： Pipenet瞬态模块不仅能计算液体流场，也能模拟气体（蒸汽）的流动，前提是气体（蒸汽）的参数在管网中大致不变。管网中某个阀门突然的开闭很容易导致汽锤现象，本教程分析一个主汽系统由于主汽阀的突然关闭引起的汽锤的命题。 主汽系统： 主汽连接着锅炉，汽轮机，安全卸压阀和旁路系统，见下图。假设系统参数如下： 压力: 242 bar-g (汽轮机进口) 254 bar-g (锅炉出口) 温度: 569 oC 流量: 1900 tons/hr 管材: P91 管道规格: 419mmIDX569mmOD (主管) 298mmIDX398mmOD (支管) 主汽阀: 2257 [m3/hr, bar] (见 附录 A) 旁路阀: 132 [m3/hr, bar] (见 附录A) 安全卸压阀: 219 [m3/hr, bar] (见 附录A) 建立模型： 1 选择模块 打开Pipenet，选择“File|New”，出现如下对话框，选择“Transient”模块 接着出现下面的对话框，选择“Standard” 这里对“Standard”和“Spray”两个选项稍作区别。“Standard”选型里的管道规格全面得多，包括ANSI， DIN 和JIS的管材标准，“Spray”选型针对消防领域，设备采用NFPA 标准，摩擦损失用Hazen Williams 经验公式计算。 2 设置 选择“Option”菜单，有7个基本菜单可以设置。 2.1 标题（Title） 选择“Option|Title”设置标题，如下 2.2 瞬态选项（Transient Options） 选择“Option| Transient Options”，提供了许多瞬态模拟和计算的选项。我们注意将模拟时间设置为0～10s，勾选“Variable Timestep”；“Force Option”下选择第二个“Output dynamic forces”，输出动态受力，如下图。 2.3 单位（Units） 选择“Option| Units”，选择常用熟悉的单位。 2.4 流体（Fluid） 选择“Option| Fluid”，指定所用流质的各种属性，包括密度，粘度，温度，体积弹性模量，压力。如下图 2.5 管道类型（Pipe types） 选择“Option| Fluid”，出现如下对话框，这里左边栏出现的“600MWMainSteamPipe”是我在“Libraries| Schedules”自定义的一个管材，通过“New”按钮添加进来供管网布置使用的。如何在“Libraries| Schedules”自定义管道规格在下面的第3节介绍。 2.6 显示（Display） 选择“Option| Display”，这个对话框对标签，线粗，网格等界面元素进行配置。如图 3 自定义管道规格 在前面的2.5小节“管道类型（Pipe types）”中要求将自定义的管道规格加入，本节介绍如何自定义管道规格。 选择“Libraries | Schedules”，出现如下对话框，点击“New”按钮，在Name和Description中为管道规格取名和简单描述，输入粗糙度，泊松比，杨氏模量，在公称直径为300和400的栏中填入实际内外径。一个管道规格即被定义。 在“Libraries”菜单里还可以定义管件，阀门，泵等多种设备，本章中没涉及到的不做过多介绍。 通过以上的设置，下面可以正式进入设计模型的工作中了。 4 设计模型 4.1绘制管网 工具条上有各类管件的元素，在窗口中拖动鼠标按照系统图绘制出如下图的管网，包括了安全阀，旁路阀和主汽阀。 绘制出来的管网呈蓝色，表示管网没有赋予属性值。 4.2 添加注释 使用文本工具为管网添加注释，使它表达更加清晰。 4.3 设置管道属性 选择标签为1的那条管道，右边出现它的相关属性，为这个管道填入属性值如下： 公称直径：300mm 长度：10m 净高差：0m 类型：自定义管道规格 截面类型：Constant Gradient 注意：根据实际情况输入净高差值（Net height change），其他管道的属性值不再赘述。 管道设置正确属性后，由原来的蓝色变为黑色。 4.4 设置起始节点属性 每个管网系统都有入口节点和出口节点，必须为它们设置属性，下图是节点1应该输入的属性值，节点1表示的是锅炉的出口集管，主蒸汽系统的蒸汽进口，现在我们暂时假定蒸汽出口压力恒定不变，为254bar-g。在后文中，我们将分析到这种假定是不准确的，将对它的属性进行修正。 Input/Output node：选择是进出口节点 指定类型：压力型 时间函数：常