PipeFlowExpert 2013用户手册(中文)

制作：坊上人QQ：133******** 2013-2-21

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介绍 (1)

绘图界面 (1)

单位（公制或英制） (3)

容器（流体源） (4)

连接点（结点） (5)

终点压力 (6)

出口流量要求 (6)

入口流量要求和出口流量要求 (6)

管道 (7)

管道的流向 (9)

打开/关闭管道 (9)

阻止管道倒流 (10)

阀门和附件 (10)

T形附件 (12)

入口和出口损失 (13)

组件压力损失 (14)

控制阀门Cv和Kv系数： (16)

喷射管口 (16)

泵：模型的种类 (16)

固定流量泵 (17)

固定水头增长 (17)

流量与水头之比的特性曲线（离心泵） (17)

泵——导入曲线图像，绘制流量v水头点 (18)

泵——改变速度和修改叶轮直径 (21)

泵——查找数据库 (24)

泵——浏览数据库 (25)

控制阀门 (25)

流量控制阀（FCV） (26)

减压阀（PRV） (26)

背压阀（BPV） (27)

流体区域 (27)

混合流体特性 (27)

二相流 (28)

结果——图形和颜色梯度 (28)

结果——查看管道或节点 (29)

结果——将数据输出到Excel (30)

结果——PDF报告文档 (30)

系统修改和组更新 (32)

能量保存 (35)

更多详细/示例系统 (36)

评论和反馈 (37)

介绍

Pipe Flow Expert是一款管道系统水力建模的专业的软件。它易于使用且具有在同类软件中最好的用户界面，便于绘制各种管道系统，这些系统中可以包括多个容器、泵、附件、阀门、流量控制阀、减

压阀、背压阀等部件。

完成后，Pipe Flow Expert将找出该管道模型平衡的稳定状态条件，计算通过该系统的流速和压力降。

因为以下理由，超过世界范围内75个国家的用户使用了Pipe Flow Expert：

?易用：Pipe Flow Expert有一个易于使用、直观和最友好的用户界面。

?最好的服务：Pipe Flow Expert用户评价我们的服务“好极了”。

?健壮的计算引擎：Pipe Flow Expert得到了全世界用户的信赖。

?无与伦比的价值：Pipe Flow Expert节省大量的时间和劳动力。

绘图界面

绘图界面直观且易于使用。管道绘图区域，可以通过在工作区的空白部分按下鼠标左键并移动，自由

拖动。绘图可以通过鼠标滚轮进行放大和缩小。

绘图工具栏

当选择了一个绘图工具按钮后，提示面板中会显示相应的用法的提示内容。

绘制多条相连接的管道和结点，用户可以选择“添加管道”工具按钮，然后单击绘图面板上添加管道和结点。管道和结点将自动使用缺省值（可以设定）。

更新管道数据和结点数据

管道数据和结点数据可以在绘图过程中随时进行修改。

进行修改：

?在图中单击一条管道使其高亮显示，在管道面板（如上图左图所示）中更新。

?在图中单击一条结点使其高亮显示，在结点面板（如上图右图所示）中更新。

移动对象的位置

如果你想要移动结点或标签的位置，可以使用“移动”工具按钮，在图中高亮显示该对象锚点，单击并拖动对象到新的位置。所有节点间的管道仍然保持连接，管道将被重绘到新的结点位置。

解析系统

设计完成后，可以通过单击计算按钮对该系统进行解析。

计算将在系统中构造一个管道流量和节点压力平衡的状态。计算结果将显示在图中、结果表格中，并可以输出为Excel图表。

另外该软件能生成一个包含封面、高分辨率的管道图、显示泵控制点的泵曲线图和数据表，以及管道流量和节点压力等其它项目内容的一个PDF报告文档。

单位（公制或英制）

Pipe Flow Expert可以使用一套预设的公制或英制单位，例如长度、直径、标高、流量、质量流量、速度、压头损失等等，这些单位可以在按照项目要求进行任意调整。选择需要的。图和结果表中的数值将以新选择的单位显示。值可以随便修改，包括结果模式，显示值都会立即更新。

单击选择单位工具按钮，打开配置选项对话框的单位标签页。每个单位后面都有一个下拉列表，可以根据需要选择为每个项目配置合适的单位。

文件保存后，你设置的单位也会被保存。

容器（流体源）

容器通常在系统中定义为流体源头，通常作为起点。

可以使用各种容器图形，增加系统的可视效果。

容器图形大小可以设置为100%、150%、200%、250%、300%和400%。容器的形状和大小不影响计算结果。

容器的容积被认为是无限的，容器中流出量和流入量不需要匹配。

容器的液位，流体面压力和容器出口标高均考虑为流体的势能，为生成液流提供部分原动力。

单击绘制的容器，将显示其详情。也可以通过单击图标按钮更换容器的图像和大小。

敞开在大气中的流体的表面压力设置为0.000psig。密闭式容器，表面压力设置为该容器的压力。

液位设置是指出口点以上的流体的高度。

标高设置是指出口点的标高。

出口点的标高、液位、流体表面压力和流体密度，在该管道系统的入口点，这些值均参与压力计算。连接到同一容器的管道必须合并为一个流体区。

连接点（结点）

连接点（结点）是系统多个管道连接的位置。在本文中，连接点和结点意思相同。

结点用于指定管道连接的标高。

各个结点的名称被确定为N1、N2、N3等。

结点的标高显示在图形中。

要设置结点标高，单击该结点使它高亮显示，并在结点面板的标高文本框中进行修改。

修改结点的标高，将同时修改所有连接到该点的管道的起始标高或终点标高。

终点压力

终点压力结点，即指定了标高和压力的结点，在该点处将计算退出该系统的流量。

如果该管道是一个开口端，允许流量损失，可以在该管道上添加一个系数K为1.000的附件，来描述动压水头出口条件。Pipe Flow Expert有一个附件名称为“Open Pipe Exit（开放式管道出口）”，可以添加到管道上用于描述这种条件。

从管道终点流出系统的流量，在该系统解析时进行计算。

出口流量要求

出口流量可以在管道终点处指定“demanded（流量）”。

如果该管道是一个开口端，允许流量损失，可以在该管道上添加一个系数K为1.000的附件，来描述动压水头出口条件。

需要流量的出口点的结点压力在系统解析时进行计算。

入口流量要求和出口流量要求

外部流量进入系统或外部流量流出系统，都可以使用“Set Flow Demands（设置流量需求）”功能指定。

指定流进或流出系统的需要流量，可以单击选择一个结点，然后在结点面板上单击Edit（编辑）按钮，将打开Set Flow Demands（设置流量需求）窗口。选择流量单位，输入流量值，然后单击OK（确定）确认输入内容。

入口流量要求和出口流量要求，表示一个外部流量流入或流出该节点。

不要设置为系统在该结点的总流量（仅为外部流量）。

节点处的总流量是指在该节点处的所有管道流量的总和。

流入流量和流出流量不能在容器结点或终点压力结点中指定。

管道

管道连接了两个结点（结点可以是容器、连接点、终点压力点）。

每个管道自动命名为：P1、P2、P3等。管道的长度显示在图形中。管道的内径、内部粗糙度、长度

起始标高和终点标高将影响管道的流量和相应的压力损失。

用户可以在管道上双击，打开Pipe Database（管道资料库），用于选择标准管材和尺寸。用户也可

以将他们自己的管道材料和大小数据添加到管道数据库

单击“Change Material（修改管材）”按钮，从标准管材中进行选择。所选材料的标准的管道尺寸在列表中，包括通用尺寸和实际内径。

通过双击在管道数据库的数据中选择一组管道的尺寸，也可以通过单击一组数据，然后单击Transfer Selected Size（转换为选择的尺寸）按钮。选择的管道的数据将转换为屏幕上方选择的管道数据内容。

单击Save Pipe（保存管道）按钮，将该管道数据保存在系统模型中。

管道内径将被设置为选择的管道尺寸。管道的内部粗糙度将设置为选择的管道材料的类型的粗糙度。

有特种管材和尺寸要求时，可以很容易的向管道数据库中添加，以便于以后使用。

在主绘图屏幕中，选择的管道长度、内径和内部粗糙度将显示在左侧的管道面板中。

长度、内径和内部粗糙度可以通过在管道面板中输入进行修改。

管道的起始标高，由管道的起始结点标高确定。管道的终点标高，由管道的终止结点标高确定。

修改结点的标高，将同时修改所有连接到该点的管道的起始标高或终点标高。

管道的流向

当从一个结点到另一个结点绘制管道时，是假设流向也是从起始结点流向终止结点。在终止结点处将显示一个箭头，表明流向。

如果管道流向绘制错误，可以通过下面的操作逆转流向。

a)选择该管道（单击管道使其高亮显示）。

b)单击鼠标右键显示快捷菜单。

c)选择“Reverse Pipe Direction（反转管道方向）”菜单项。

当解析系统时，流向是从高压端指向低压端。

如果管道方向绘制错误（软件将自动确定），然后提示用户是否接受逆转管道方向的结果，来显示正确的流向。

打开/关闭管道

在某些情况下，系统的阀门可能需要关闭，阻止流体沿该管线流动。这时具有已关闭阀门的管道将不再是该系统的一部分。

Pipe Flow Expert允许某条管线在打开和关闭间切换（关闭时，将阻止任何一个流体进行该管道，与完全关闭的阀门的作用相同）。

在系统图中用“closed（已关闭）”和虚线表明一个已关闭管道。

使用“Open/Close a pipe”工具按钮，或者管道的右键快捷菜单的“Re-Open/Close Pipe”选项，切换管道的状态。

阻止管道倒流

某些系统的设计可能包括了止回阀，以阻止管道中倒流的发生。

要模拟这种情况，该管道必须确定为不允许倒流。

使用管道快捷菜单中的Prevent Backflow–On/Off（阻止倒流开/关）菜单项切换管道的状态。

当管道不允许倒流时，该管道将用双箭头符号标识。

在该管道上添加止回阀，仅模拟管道在通过该止回阀时的压力损失，而并不会防止倒流的发生。必须

使用Prevent Backflow（阻止倒流）选项，明确地标识该管道阻止倒流产生。

阀门和附件

大多数系统都包含若干阀门和附件。管道上的阀门和附件会影响该管道中的流量和压力损失。要模拟

这些情况，必须将阀门和附件关联到恰当的管道上。

Pipe Flow Expert软件的附件数据库包含了许多类型的阀门和附件的摩擦系数。如果一些比较特殊的、数据库中没有包含的附件，用户可以自己创建新附件，并将其关联到该管道上或保存在数据库中方便

以后使用。

可以通过单击管道面板上的Add/Change Fittings（添加/修改附件）按钮，向管道关联阀门和附件，也可以使用管道快捷菜单中的Add/Change Fittings（添加/修改附件）菜单项，打开Pipe Fittings Database（管道附件数据库）窗口。

按要求选择的恰当的种类和大小的附件，然后单击“add（添加）”按钮将其添加到该管道上。如果有多个同类附件，只需要从下拉列表中更新该附件的数量即可。

重复以上步骤向同一个管道添加多个附件。

最后单击“Save（保存）”按钮。所选择的附件就被关联到该管道上，并参于到流量/压力损失的计算中。

在图形中的管道上显示为一弯头符号，表示有阀门或附件关联到该管道上。该管道上包含的阀门和附件的总数将显示在管道面板的Add/Change Fittings（添加/修改附件）按钮上。

如果一个弯头连接了两条管道，仅需要将该弯头附件添加到其中的任何一条管道中。如果没有其它管道连接到该点上，仅仅只是一个弯头附件，它可以添加到其中任何一条管道上。

收缩和扩大：

逐渐扩大、逐渐收缩、突然扩大、突然收缩、环形进入、长管弯曲和特殊附件的数据，可以添加到附件数据库中，以便以后使用。

在包含长管流的系统中，阀门和附件对于流量/压力的影响可能并不显著，管道由摩阻损失造成的压力损失可能更加显著。在这种情况下，阀门和附件压力损失可以看作是Minor losses（次要损失），许多设计者在最初的设计中不考虑阀门和附件。

控制阀Cv和Kv流量系数：

控制阀门的制造商有时会发布一些Cv径流系数或Kv径流系数，描述控制阀的流量/压力损失特性。

Cv和Kv径流系数有时也用于确定部分类似的平衡阀的流量与压力下降的对比特性。

注：Cv & Kv径流系数与标准的附件和阀门的系数K是不同的。

与系数Cv或Kv相关联的流量和压力损失的计算，需要根据通过组件的流量来确定通过该组件的压力降。

使用Component（组件）对象（本文的后续描述中均同），模拟具有系数Cv或Kv的控制阀门。

T形附件

T形附件是一种特殊的附件，在T形附件连接的管道的不同的管路中的流量是不同的。

使用两种附件来模拟通过该T形附件的压力损失：一个附件用于一种管路。在计算附件压力损失时，恰当的使用Through T ee（直通T形）或Branch T ee（分支T形）附件系统，可以修正通过每种管路的流量。

转向T形（一条分支线）

会聚T形（两条分支线）

转向T形（两条分支线）

会聚T形（一条分支线）

非等径管道：当连接到T形附件的管道尺寸不同时，该附件应该使用与分支管道相匹配的公称管径的附件。

入口和出口损失

入口和出口损失用于流体从容器中流入管道，退出管道进行容器或退出一个开式管道的情况。管道与入口或出口损失相关联，会影响该管道的流量/压力损失。

从容器进入管道的入口损失的大小取决于连接的容器的种类。

如容器突出连接方式的摩擦系数“K”为0.78。

如果是冲离容器的连接，并且有一个锋利的边缘，则摩擦系数“K”是0.50。

对于入口设计包含了一个半径范围的特殊情况，“K”值可以使用附件系数对话框中提供的“入口圆滑”计算器进行计算。可能会创建一个新的附件，并且具有特殊半径范围的进口损失的模型。

从管道进入一个容器或退出一个开式管道的出口损失，不受连接形式的影响。该出口损失的摩擦系数“K”值为1.00。

组件压力损失

系统中可能包含例如锅炉、热交换器或冷却旋管等组件。

这些对象的流量/压力损失特性是独特的，且影响安装这些组件的管道的流量/压力损失。

Pipe Flow Expert组件对象允许任意流量和压力损失特性已知的对象，作为系统的组成部分。

连接到组件的管道的流量，可以依据组件的压力损失计算。

单击管道面板的Add/Change pressure loss（添加/修改压力损失）的按钮，或使用管道快捷菜

单的Add/Edit Component（添加/编辑组件）的菜单项，打开Set Component Pressure Loss（设置组件压力损失）的对话框。

向组件输入一个固定损失或指定一条“流量与压力降”关联的Curve Loss（曲线损失）范围。

对于有流量与压力损失的特性曲线的组件，通过该组件的流量和压力损失将在系统解析时计算。

Components（组件）同样可以用于模拟已知Cv或Kv系数的这些对象性能的阀门或其它对象（通常由阀门制造商提供）。关于Cv和Kv的详情

单击OK（确定）将组件与管道相关联。

组件压力损失特性同样会保存在一个独立的文件中，以便这些数据在需要时重新使用。

控制阀门Cv和Kv系数：

控制阀门的制造商有时会发布一些Cv径流系数或Kv径流系数，描述控制阀的流量/压力损失特性。Cv和Kv径流系数有时也用于确定部分类似的平衡阀的流量与压力下降对比的运行特性。

组件对象可用于模拟任何一个具有Cv或Kv径流系数流量的对象。

Cv径流系数指定了在60°F(15.55°C)时US gpm计算的水的体积，将通过带有一个1.0 psi压力下降的阀门的流体通过该阀门。

Kv径流系数指定了20°C（68°F）时以m3计量的水的体积，将流过一个带有1.0bar压力下降阀门的流量通过该阀门。

喷射管口

许多系统包含释放到大气的流体的点。当设计中包括了喷嘴时，通常使用该喷嘴的流量/压力损失特性，确定流出系统时在该管口的压力差。

一个组件和一个终点压力结点和联合体，可以用于模拟喷嘴的特性。

当喷射向大气中时，该终点压力结点应该设置为0.000 psig。如果喷射向一个密闭容器，终点压力结点应该设置为该容器压力。

泵：模型的种类

Pipe Flow Expert提供了3种不同的泵的模拟方法：

a)固定流量

b)固定水头增长

c)流量与水头比的特性曲线