معرفي نرم‌افزار :HiTrans
HiTrans نرم‌افزاري است كه جريان‌هاي گذرا (میرا) را در سيستم‌هاي خط انتقال (خط لوله) با روش عددي حل مي‌كند (مشهورترین آن ضربه قوچ است). ضربه قوچ به طور مسلم نوسانات فشاري است كه درسیستم خط لوله، زمانيكه جريان به طور ناگهاني تغيير كند، ايجاد مي‌شود.
مدل HiTrans در جريان‌هاي گذرا (ميرا) معادلات ديفرانسيلي جزئي حركت را بوسيله بكاربردن "روش مشخصه" در سيستم يك بعدي حل مي‌كند.
سيستم‌هاي خط انتقال (خط لوله) در HiTrans تشكيل شده‌اند از:
•لوله‌ها
•گره‌ها
سيستم‌هاي خط انتقال (خط لوله) در HiTrans بايد از مدل زير پيروي كنند:
گره‌ها مي‌توانند عناصر كنترلي مثل شير فلكه‌ها (شيرهاي باز، بسته، ثابت و كنترلي)، تجهيزات ويژه (مخزن ضربه‌گير، مخزن هوا، مخزن ضربه گير يك طرفه، ..................) يا فقط يك اتصال ساده بين دو لوله بدون هيچ تجهيزاتي (گره ساده) باشند.
شرايط مرزي اوليه:
شرايط مرزي اوليه بايد يكي از گره‌هاي زير باشد:
•سيستم پمپاژ
•مخزن با ارتفاع ثابت
شرايط مرزي انتهايي:
شرايط مرزي انتهایی بايد شامل يكي از گره‌هاي زير باشد:
•گره ساده (لوله تخليه به اتمسفر)
•مخزن با ارتفاع ثابت
•شير بسته
•شير ثابت
•شير باز
•شير كنترل
گره‌هاي مياني:
گره‌هاي مياني براي مدل كردن در HiTrans عبارتند از:
•گره ساده (لوله تخليه به اتمسفر)
•شير بسته
•شير ثابت
•شير باز
•شير كنترل
•تجهيز پمپ با لوله مكش
•مخزن ضربه گير
•مخزن ضربه‌گير يك طرفه
•مخزن هوا
•شير كاهش فشار
پارامترهاي مورد نياز براي مدل سازي سيستم خط انتقال:
زمانيكه وارد سيستم مي‌شود بايد اطلاعات را به شرح ذيل وارد كنيد:
•زمان كل شبيه‌سازي
•گام زماني
•مينيمم تعداد از فاصله زماني مشخص شده در محدوده لوله (مينيمم تعداد، تقسيم براي كوتاه‌ترين لوله در سيستم).
HiTrans نتايج را به چندين روش ارائه مي‌كند:
نتايج گرافيكي
•بار پيزومتريك (m)، دبي (m3/s)، فشار مانومتريك (m)
•نتايج خلاصه: مقدار نهايي در هر نقطه محاسباتي
•انيميشن (حركت): ابزار توانمندی است كه نشان مي‌دهد در خط لوله زمانيكه جريان تغيير مي‌كند، چه اتفاقي مي‌افتد.
•نمودار برای هر نقطه از خط لوله ( مقدار نسبت به زمان).
•نمودار برای هر گره مشخص( مقدار نسبت به زمان).
•تمام نتايج قابل پرینت گرفتن هستند.
نتايج عددي
•بار پيزومتريك (m)، دبي (m3/s)، فشار مانومتريك (m)
•نتايج خلاصه: مقدار نهايي در هر نقطه محاسباتي
•ليست مقادير براي هر نقطه از خط لوله ( مقدار نسبت به زمان).
•ليست مقادير براي هر گره مشخص ( مقدار نسبت به زمان).
•تمام نتايج قابل پرينت گرفتن هستند.
•تمام نتايج قابل انتقال دادن به يك فايل متني براي استفاده از نرم‌افزارهايي كه امكان اجراي محاسبات روي چندين ستون اعداد را برقرار كند،می باشد مثل: Excel , MS (به شكل *.CsU).
مشخصات:
شرايط مرزي:
•اوليه:
•1- پمپ 2- مخزن
•ثانويه:
•1- لوله با تخليه آزاد
2- مخزن
3- شيرهای ثابت(باز-بسته)
4- شيرهای كنترل
درباره گام‌هاي محاسباتي:
براي شبيه‌سازي، HiTrans نياز دارد كه كاربر وارد كند زمان كل شبيه‌سازي، گام‌هاي زماني، حداقل تعداد از فاصله زماني كه به كوچكترين بخش تقسيم شده است (مينيمم تعداد زير بخش‌ها). اگر اطلاعات داده نشود، HiTrans به جاي پارامترهاي فوق مقادير 1 , 0.1s , 19s، را پيش‌فرض قرار مي‌دهد. مقدار 1 در اين حالت نشان مي‌دهد كه لوله مورد نظر (معمولا اين لوله هميشه كوچكترين طول را دارد) حداقل به دو بخش كه طول هر بخش بصورت 2/طول كل = DX است تقسيم خواهد شد.
وقتي كه پارامترهاي محاسباتي مورد نظر به برنامه داده مي‌شود، HiTrans به وسيله الگوريتمي كه توسط ما توسعه يافته محاسبه مي‌كند يك گام زماني را كه يك مقدار دروني برنامه نرم‌افزار مي‌باشد كه اين مقدار باعث مي‌شود كه پايداري مدل تأمين شود.
بنابراين وقتي t را به كاربر اطلاع مي‌دهد، در واقع حداكثر تعداد فاصله‌اي كه به آن بخش، مي‌تواند تقسيم كند را نشان مي‌دهد و همچنين حداكثر خطا در سرعت موج را نشان می دهد. اين خاصيت به كاربرهاي با تجربه اجازه مي‌دهد تا اطلاعاتی را که به عنوان ورودي براي محاسبات داده بودند، با اطلاعات جديد همسان كنند (بطور تجربي ماكزيمم خطا در اين پارامتر بين 5 الي 10% بدست مي‌آيد. چون خطاهاي كوچك در سرعت موج، تغيير قابل توجهي در مقادير بدست آمده دبي و فشار نمي‌دهد، البته اين يك ضابطه آزاد براي كاربر است).
مشخصات گره‌ها:
پارامترهايي را كه براي هر گره وارد مي‌كنيم بايد به صورت زير باشد:
•گره ساده
-اين حالت اتصال ساده‌اي بين دو بخش لوله است كه بين آنها هيچ وسيله خاصي قرار نگرفته است و دو لوله مي‌توانند از نظر، اندازه، جنس و .... متفاوت باشند.
•شير ثابت
- ضريب افت (H = KQ2)، نمي‌تواند مقدار منفي به خود بگيرد.
-لازم به ذكر است كه K بدون بعد نيست. K = S2/m5
•شير باز
- ضريب افت (H = KQ2) ، نمي‌تواند مقدار منفي به خود بگيرد.
- زمان باز شدن (TC)، مقدار ثابت بخود ميگيرد.
- توان باز شدن (نما) شيرباز:
- شروع زمان باز شدن ، نمي‌تواند مقدار منفي بخود بگيرد.
-لازم به ذكر است كه K بدون بعد نيست. K= S2/m5
•شير بسته
- ضريب افت (H = KQ2) ، نمي‌تواند مقدار منفي به خود بگيرد.
- زمان بسته شدن (TC)، مقدار ثابت بخود ميگيرد.
- توان باز شدن (نما) شيرباز:
- شروع زمان بسته شدن، نمي‌تواند مقدار منفي بخود بگيرد.
•مخزن با ارتفاع ثابت
-سطح آب
•سيستم پمپ
- دبي m^3/s) (، مقدار مثبت بخود ميگيرد.
- بار (m)، مقدار مثبت بخود ميگيرد.
- R.P.M (دور موتور) ، مقدار مثبت بخود ميگيرد.
- راندمان (%) ، مقدارش بايد بين 0 تا 100 باشد.
- اينرسي (kgm2)
- شير كنترل ( بلي يا خير)
- ضريب افت (H = KQ2) ، نمي‌تواند مقدار منفي بخود بگيرد.
- سطح آب در مخزن مكش (m)
- زمانيكه پمپ خاموش مي‌شود ، نمي‌تواند مقدار منفي به خود گيرد.
لازم به ذكر است كه K بدون بعد نيست. K= S2/m5
•شير كنترل
تا 5 عدد شير كنترل، مي‌توان دو مقدار زمان و ضريب افت را وارد كرد. (كمترين تعداد شير کنترل 2 عدد است).
- زمان (s)
- ضريب افت (H = (Q/K)^2)
هر دو پارامتر مقدار مثبت به خود ميگيرد و لازم به ذكر است كه K بدون بعد نيست.
k = S2/m5
•مخزن هوا
- حجم اوليه هوا (m3)
- مقطع عرضي (m2) ، نمي‌تواند مقدار منفي به خود بگيرد.
- شاخص چند وجهي (تغيير شكل)
- سطح اوليه آب در مخزن (m) ، اين مقدار بايد مطلق باشد.
- ضريب افت ورودي (H = KQ2) ، مقدار مثبت به خود ميگيرد.
- ضريب افت خروجي (H = KQ2) ، مقدار مثبت به خود ميگيرد.
لازم به ذكر است كه K بدون بعد نيست. K= S2/m5
•مخزن ضربه‌گير يك طرفه
- مقطع عرضی (m2) ، مقدار مثبت بخود ميگيرد.
- ضريب افت (H = KQ2) ، مقدار مثبت بخود ميگيرد.
- سطح اوليه آب (m)
لازم به ذكر است كه K بدون بعد نيست. K= S2/m5
•شير كاهش فشار
- روزنه فشار (M.C.a)
- ضريب افت (H = KQ2) ، مقدار مثبت بخود ميگيرد.
لازم به ذكر است كه K بدون بعد نيست. K= S2/m5
•مخزن ضربه گير
- مقطع عرضي (m2)، مقدار مثبت بخود ميگيرد.
- ضريب افت ورودي (H = KQ2) ، مقدار مثبت به خود ميگيرد.
- ضريب افت خروجي (H = KQ2) ، مقدار مثبت به خود ميگيرد.
لازم به ذكر است كه K بدون بعد نيست. K= S2/m5
•پمپ
- دبي (m3/s) ، مقدار مثبت بخود ميگيرد.
- بار (m) ، مقدار مثبت بخود ميگيرد.
- R.P.M (دور موتور)، مقدار مثبت بخود ميگيرد.
- راندمان (%) ، مقدارش بايد بين 0 تا 100 باشد.
- اينرسي (kgm2)
- شير كنترل ( بلي يا خير)
- ضريب افت (H = KQ2) ، نمي‌تواند مقدار منفي بخود بگيرد.
- سطح آب در مخزن مكش (m)
- زمانيكه پمپ خاموش مي‌شود ، نمي‌تواند مقدار منفي به خود گيرد.
لازم به ذكر است كه K بدون بعد نيستK = S2/m5
نکاتی در مورد مدلسازی:
زمانيكه مخزن هوا و مخزن ضربه‌گير مدل مي‌شود، HiTrans فرض مي‌كند كه:
•اين تجهيزات نزديك نقطه اتصال با لوله قرار گرفته‌اند، بنابراين اثر اينرسي كاهش پيدا مي‌كند.
•در سطح اتصال بين تجهيزات و سيستم خطوط لوله به اندازه كافي اطيمنان به مرتب بودن اتصال بين اين تجهيزات و خط لوله است.
HiTrans نرم‌افزاري است كه جريان‌هاي گذرا (میرا) را در سيستم‌هاي خط انتقال (خط لوله) با روش عددي حل مي‌كند (مشهورترین آن ضربه قوچ است). ضربه قوچ به طور مسلم نوسانات فشاري است كه درسیستم خط لوله، زمانيكه جريان به طور ناگهاني تغيير كند، ايجاد مي‌شود.
مدل HiTrans در جريان‌هاي گذرا (ميرا) معادلات ديفرانسيلي جزئي حركت را بوسيله بكاربردن "روش مشخصه" در سيستم يك بعدي حل مي‌كند.
سيستم‌هاي خط انتقال (خط لوله) در HiTrans تشكيل شده‌اند از:
•لوله‌ها
•گره‌ها
سيستم‌هاي خط انتقال (خط لوله) در HiTrans بايد از مدل زير پيروي كنند:
گره‌ها مي‌توانند عناصر كنترلي مثل شير فلكه‌ها (شيرهاي باز، بسته، ثابت و كنترلي)، تجهيزات ويژه (مخزن ضربه‌گير، مخزن هوا، مخزن ضربه گير يك طرفه، ..................) يا فقط يك اتصال ساده بين دو لوله بدون هيچ تجهيزاتي (گره ساده) باشند.
شرايط مرزي اوليه:
شرايط مرزي اوليه بايد يكي از گره‌هاي زير باشد:
•سيستم پمپاژ
•مخزن با ارتفاع ثابت
شرايط مرزي انتهايي:
شرايط مرزي انتهایی بايد شامل يكي از گره‌هاي زير باشد:
•گره ساده (لوله تخليه به اتمسفر)
•مخزن با ارتفاع ثابت
•شير بسته
•شير ثابت
•شير باز
•شير كنترل
گره‌هاي مياني:
گره‌هاي مياني براي مدل كردن در HiTrans عبارتند از:
•گره ساده (لوله تخليه به اتمسفر)
•شير بسته
•شير ثابت
•شير باز
•شير كنترل
•تجهيز پمپ با لوله مكش
•مخزن ضربه گير
•مخزن ضربه‌گير يك طرفه
•مخزن هوا
•شير كاهش فشار
پارامترهاي مورد نياز براي مدل سازي سيستم خط انتقال:
زمانيكه وارد سيستم مي‌شود بايد اطلاعات را به شرح ذيل وارد كنيد:
•زمان كل شبيه‌سازي
•گام زماني
•مينيمم تعداد از فاصله زماني مشخص شده در محدوده لوله (مينيمم تعداد، تقسيم براي كوتاه‌ترين لوله در سيستم).
HiTrans نتايج را به چندين روش ارائه مي‌كند:
نتايج گرافيكي
•بار پيزومتريك (m)، دبي (m3/s)، فشار مانومتريك (m)
•نتايج خلاصه: مقدار نهايي در هر نقطه محاسباتي
•انيميشن (حركت): ابزار توانمندی است كه نشان مي‌دهد در خط لوله زمانيكه جريان تغيير مي‌كند، چه اتفاقي مي‌افتد.
•نمودار برای هر نقطه از خط لوله ( مقدار نسبت به زمان).
•نمودار برای هر گره مشخص( مقدار نسبت به زمان).
•تمام نتايج قابل پرینت گرفتن هستند.
نتايج عددي
•بار پيزومتريك (m)، دبي (m3/s)، فشار مانومتريك (m)
•نتايج خلاصه: مقدار نهايي در هر نقطه محاسباتي
•ليست مقادير براي هر نقطه از خط لوله ( مقدار نسبت به زمان).
•ليست مقادير براي هر گره مشخص ( مقدار نسبت به زمان).
•تمام نتايج قابل پرينت گرفتن هستند.
•تمام نتايج قابل انتقال دادن به يك فايل متني براي استفاده از نرم‌افزارهايي كه امكان اجراي محاسبات روي چندين ستون اعداد را برقرار كند،می باشد مثل: Excel , MS (به شكل *.CsU).
مشخصات:
شرايط مرزي:
•اوليه:
•1- پمپ 2- مخزن
•ثانويه:
•1- لوله با تخليه آزاد
2- مخزن
3- شيرهای ثابت(باز-بسته)
4- شيرهای كنترل
درباره گام‌هاي محاسباتي:
براي شبيه‌سازي، HiTrans نياز دارد كه كاربر وارد كند زمان كل شبيه‌سازي، گام‌هاي زماني، حداقل تعداد از فاصله زماني كه به كوچكترين بخش تقسيم شده است (مينيمم تعداد زير بخش‌ها). اگر اطلاعات داده نشود، HiTrans به جاي پارامترهاي فوق مقادير 1 , 0.1s , 19s، را پيش‌فرض قرار مي‌دهد. مقدار 1 در اين حالت نشان مي‌دهد كه لوله مورد نظر (معمولا اين لوله هميشه كوچكترين طول را دارد) حداقل به دو بخش كه طول هر بخش بصورت 2/طول كل = DX است تقسيم خواهد شد.
وقتي كه پارامترهاي محاسباتي مورد نظر به برنامه داده مي‌شود، HiTrans به وسيله الگوريتمي كه توسط ما توسعه يافته محاسبه مي‌كند يك گام زماني را كه يك مقدار دروني برنامه نرم‌افزار مي‌باشد كه اين مقدار باعث مي‌شود كه پايداري مدل تأمين شود.
بنابراين وقتي t را به كاربر اطلاع مي‌دهد، در واقع حداكثر تعداد فاصله‌اي كه به آن بخش، مي‌تواند تقسيم كند را نشان مي‌دهد و همچنين حداكثر خطا در سرعت موج را نشان می دهد. اين خاصيت به كاربرهاي با تجربه اجازه مي‌دهد تا اطلاعاتی را که به عنوان ورودي براي محاسبات داده بودند، با اطلاعات جديد همسان كنند (بطور تجربي ماكزيمم خطا در اين پارامتر بين 5 الي 10% بدست مي‌آيد. چون خطاهاي كوچك در سرعت موج، تغيير قابل توجهي در مقادير بدست آمده دبي و فشار نمي‌دهد، البته اين يك ضابطه آزاد براي كاربر است).
مشخصات گره‌ها:
پارامترهايي را كه براي هر گره وارد مي‌كنيم بايد به صورت زير باشد:
•گره ساده
-اين حالت اتصال ساده‌اي بين دو بخش لوله است كه بين آنها هيچ وسيله خاصي قرار نگرفته است و دو لوله مي‌توانند از نظر، اندازه، جنس و .... متفاوت باشند.
•شير ثابت
- ضريب افت (H = KQ2)، نمي‌تواند مقدار منفي به خود بگيرد.
-لازم به ذكر است كه K بدون بعد نيست. K = S2/m5
•شير باز
- ضريب افت (H = KQ2) ، نمي‌تواند مقدار منفي به خود بگيرد.
- زمان باز شدن (TC)، مقدار ثابت بخود ميگيرد.
- توان باز شدن (نما) شيرباز:
- شروع زمان باز شدن ، نمي‌تواند مقدار منفي بخود بگيرد.
-لازم به ذكر است كه K بدون بعد نيست. K= S2/m5
•شير بسته
- ضريب افت (H = KQ2) ، نمي‌تواند مقدار منفي به خود بگيرد.
- زمان بسته شدن (TC)، مقدار ثابت بخود ميگيرد.
- توان باز شدن (نما) شيرباز:
- شروع زمان بسته شدن، نمي‌تواند مقدار منفي بخود بگيرد.
•مخزن با ارتفاع ثابت
-سطح آب
•سيستم پمپ
- دبي m^3/s) (، مقدار مثبت بخود ميگيرد.
- بار (m)، مقدار مثبت بخود ميگيرد.
- R.P.M (دور موتور) ، مقدار مثبت بخود ميگيرد.
- راندمان (%) ، مقدارش بايد بين 0 تا 100 باشد.
- اينرسي (kgm2)
- شير كنترل ( بلي يا خير)
- ضريب افت (H = KQ2) ، نمي‌تواند مقدار منفي بخود بگيرد.
- سطح آب در مخزن مكش (m)
- زمانيكه پمپ خاموش مي‌شود ، نمي‌تواند مقدار منفي به خود گيرد.
لازم به ذكر است كه K بدون بعد نيست. K= S2/m5
•شير كنترل
تا 5 عدد شير كنترل، مي‌توان دو مقدار زمان و ضريب افت را وارد كرد. (كمترين تعداد شير کنترل 2 عدد است).
- زمان (s)
- ضريب افت (H = (Q/K)^2)
هر دو پارامتر مقدار مثبت به خود ميگيرد و لازم به ذكر است كه K بدون بعد نيست.
k = S2/m5
•مخزن هوا
- حجم اوليه هوا (m3)
- مقطع عرضي (m2) ، نمي‌تواند مقدار منفي به خود بگيرد.
- شاخص چند وجهي (تغيير شكل)
- سطح اوليه آب در مخزن (m) ، اين مقدار بايد مطلق باشد.
- ضريب افت ورودي (H = KQ2) ، مقدار مثبت به خود ميگيرد.
- ضريب افت خروجي (H = KQ2) ، مقدار مثبت به خود ميگيرد.
لازم به ذكر است كه K بدون بعد نيست. K= S2/m5
•مخزن ضربه‌گير يك طرفه
- مقطع عرضی (m2) ، مقدار مثبت بخود ميگيرد.
- ضريب افت (H = KQ2) ، مقدار مثبت بخود ميگيرد.
- سطح اوليه آب (m)
لازم به ذكر است كه K بدون بعد نيست. K= S2/m5
•شير كاهش فشار
- روزنه فشار (M.C.a)
- ضريب افت (H = KQ2) ، مقدار مثبت بخود ميگيرد.
لازم به ذكر است كه K بدون بعد نيست. K= S2/m5
•مخزن ضربه گير
- مقطع عرضي (m2)، مقدار مثبت بخود ميگيرد.
- ضريب افت ورودي (H = KQ2) ، مقدار مثبت به خود ميگيرد.
- ضريب افت خروجي (H = KQ2) ، مقدار مثبت به خود ميگيرد.
لازم به ذكر است كه K بدون بعد نيست. K= S2/m5
•پمپ
- دبي (m3/s) ، مقدار مثبت بخود ميگيرد.
- بار (m) ، مقدار مثبت بخود ميگيرد.
- R.P.M (دور موتور)، مقدار مثبت بخود ميگيرد.
- راندمان (%) ، مقدارش بايد بين 0 تا 100 باشد.
- اينرسي (kgm2)
- شير كنترل ( بلي يا خير)
- ضريب افت (H = KQ2) ، نمي‌تواند مقدار منفي بخود بگيرد.
- سطح آب در مخزن مكش (m)
- زمانيكه پمپ خاموش مي‌شود ، نمي‌تواند مقدار منفي به خود گيرد.
لازم به ذكر است كه K بدون بعد نيستK = S2/m5
نکاتی در مورد مدلسازی:
زمانيكه مخزن هوا و مخزن ضربه‌گير مدل مي‌شود، HiTrans فرض مي‌كند كه:
•اين تجهيزات نزديك نقطه اتصال با لوله قرار گرفته‌اند، بنابراين اثر اينرسي كاهش پيدا مي‌كند.
•در سطح اتصال بين تجهيزات و سيستم خطوط لوله به اندازه كافي اطيمنان به مرتب بودن اتصال بين اين تجهيزات و خط لوله است.