Автоматизация гидравлических расчетов тепловых сетей: обзор программного обеспечения
Важным этапом в процессе проектирования и эксплуатации тепловой сети является гидравлический расчет тепловой сети. В настоящее время невозможно быстро и качественно выполнить гидравлический расчет без использования компьютерных программ. В этой статье я попытаюсь сделать краткий обзор программного обеспечения для выполнения гидравлических расчетов тепловых сетей.
Гидравлические расчеты теплосетей можно выполнять следующими способами:
- с помощью программы Microsoft Excel или аналогичного табличного редактора без использования специального программного обеспечения;
- с помощью специального программного обеспечения.
Microsoft Excel — универсальный табличный редактор, с помощью которого можно решить множество вычислительных задач. Однако, в процессе гидравлического расчета теплосети приходится выполнять ряд специфических операций. К таким операциям можно отнести:
- для каждого участка теплосети поиск предыдущего участка по ходу движения теплоносителя (предыдущий участок в списке исходных данных не всегда является предыдущим по ходу движения теплоносителя);
- определение внутреннего диаметра трубопровода по заданному условному диаметру и наоборот;
- определение значения поправочного коэффициента к величине удельных потерь давления по заданным условному диаметру и эквивалентной шероховатости трубопровода;
- определение плотности воды по заданной температуре воды.
Поэтому использование Microsoft Excel не позволяет полностью оптимизировать процесс расчета, что приводит к относительно высоким трудозатратам.
В Интернете можно найти множество специальных программ, выполняющих гидравлические расчеты теплосетей. Программы, выполняющие гидравлические расчеты теплосетей, можно разделить на две категории:
1. Простые программы;
2. Профессиональные программы, которые выполняют расчет с высокой точностью и высокой степенью детализации.
Программы первой категории, как правило, обладают очень простым интерфейсом. Многие программы этой категории выводят результат расчета в виде таблицы, не формируя пьезометрический график, что делает отчет не очень наглядным. Некоторые программы не показывают расчетных формул, и часто бывает не понятно: каким образом получены расчетные данные.
Программы второй категории обладают более сложным интерфейсом, изучение которого занимает достаточно много времени. Такие программы часто требуют ввода большого объема исходных данных, а высокая точность и высокая степень детализации оказываются не всегда востребованы. Кроме того, программы второй категории стоят достаточно дорого.
Пришло время описать еще одну программу, которую нельзя однозначно отнести к первой или второй категории. Программное обеспечение "Гидравлические расчеты тепловых сетей" (далее "программа ГРТС") — это программа, которая выполняет гидравлические расчеты одно- или двухтрубных теплосетей с тупиковой (не кольцевой) конфигурацией. Главной особенностью программы ГРТС является поддержка языка формул, который используется при расчете потерь напора в теплосети. Язык формул позволяет:
- определить состав показателей расчета;
- определить формулы для расчета показателей.
Благодаря языку формул, пользователь может самостоятельно определить методику расчета, т. е. пользователь может сам определить степень сложности расчета.
Версии программы ГРТС: ГРТС 1.0, ГРТС 1.3. Программа ГРТС 1.0 бесплатна.
В программу ГРТС 1.0 необходимо ввести расходы воды и диаметры трубопроводов для каждого участка теплосети, напоры в произвольной точке теплосети. По введенным данным программа вычисляет напоры во всех точках теплосети. После выполнения расчета программа ГРТС 1.0 позволяет:
- сформировать текстовый документ, в котором подробно описана методика расчета;
- сформировать отчет в виде таблицы;
- выгрузить отчет в Microsoft Excel;
- сформировать пьезометрический график;
- сформировать примерный график температуры воды в теплосети.
Программа ГРТС 1.3 является более мощной версией программы ГРТС 1.0 и поддерживает новые возможности:
- рисование схемы теплосети;
- определение диаметров трубопроводов по заданным расходам и напорам в конечных узлах теплосети;
- для каждого конечного узла теплосети можно указать разность между температурой воды в подающем трубопроводе и температурой воды в обратном трубопроводе;
- улучшена справочная система. Выполните команду ? (вопросительный знак) для того, чтобы открыть раздел справочной системы, соответствующий открытой экранной форме.
В процессе разработки программы ГРТС использовались следующие источники: - "Наладка и эксплуатация водяных тепловых сетей: Справочник", В. И. Манюк, Я. И. Каплинский, Э. Б. Хиж, А. И. Манюк, В. К. Ильин, 3-е издание, переработанное и дополненное, Москва, Стройиздат, 1988.- "Теплофикация и тепловые сети", Е. Я. Соколов, 7-е издание, стереотипное, Москва, Издательство МЭИ, 2001. Сайт программы ГРТС: http://grts.ucoz.net/index.htm Май 2019 г., Гаязутдинов Ренат Харисович, разработчик программы ГРТС.