第十一章管道的绘制
使用PROE创建三维管道一般有三种方法：
第一种方法、3维曲线扫描：先绘制一条曲线，然后再以这条曲线为中心线进行扫描成管道状的实体，这个零件的轨迹是空间的，所以不推荐使用扫描来实现。
第二种方法、“插入”高级特征：仅仅是个特征有一定的局限性，比如只能在零件模式下使用，装配模块是出不来管道实体的。
第三种方法、使用管道模块：功能强大优势明显，工艺上，多数管道都是在各零件安装定位后安装，我们设计也是如此，因此管道（piping）只能在装配模式下才可以调用是明智的。
优点如下：
（1）方便定义管理多种管线。
（2）布线方法多样、灵活、方便。
（3）方便提取管道信息。
（4）适合于管路复杂的装配设计。
下面以几个实例来讲述管道的建模过程。
实例一：使用“插入”高级特征绘制管道。
步骤1：先建立4个基准面，均为TOP面偏移，偏移距离分别为415，425，880，890。如图11-1，11-2。
图11-1 基准面模型树显示图11-2建立好的基准面
步骤2：建立七个基准点。点击，弹出如图的【基准点】对话框。依次
按照图11-3、11-4、11-5、11-6、11-7、11-8、11-9中的标注定义点的位置。
图11-3 PNT0的定位
图11-4 PNT1的定位
图11-5 PNT2的定位
图11-6 PNT3的定位
图11-7 PNT4的定位
图11-8 PNT5的定位
图11-9 PNT6的定位
七个基准点建立完毕。
步骤3：选择【插入】→【高级】→【管道】命令。如图11-10。
图11-10 【管道】命令的选取
弹出如图11-11菜单管理器
图11-11选取管道命令后
弹出的【菜单管理器】
点击【完成】，在消息框里输入管道的外部直径25，如图11-12。
图11-12 输入外部直径
接着输入侧壁厚度2，如图11-13。
图11-13 输入侧壁厚度
在随后弹出的菜单管理器选择依次【单一半径】【整个阵列】【添加点】，如图11-14。
图11-14【连接类型】设置
然后再依次选择基准点，顺序为PNT0→PNT1→PNT2→PNT3→PNT4→PNT5→PNT6。
得到曲线点如图11-15所示。
图11-15 依次连接个点后生成的管道线点击“完成”，生成管道如图11-16所示
图11-16 生成的管道
实例二：使用管道模块绘制管道。
步骤1：先在装配模式下装配好两个圆块。如图11-7所示。
图11-17 装配好的两个圆块
步骤2：再点击应用【程序】→【管道】，如图11-18，进入管道环境。
图11-18 进入管道环境
步骤3：使用偏移坐标系点工具建立管道控制（通过）点，如图11-9 。
图11-19 偏移坐标系点工具
在弹出的【偏移坐标系基准点】菜单栏里，以参照坐标系的三个坐标轴为参照，输入偏移值，如图11-20所示。
图11-20【偏移坐标系基准点】菜单栏
确定后，建立好的偏移坐标点在装配零件界面里显示，如图11-21。
图11-21 建立好的偏移坐标点
步骤4：在弹出的菜单管理器选择【管线】→【创建/路径】，如图11-22。
输入管线名称：pipe3。如图11-23。
然后在线栈名菜单栏中点击“创建”，如图11-24。
输入直线轧件名称如图11-25。
图11-25 输入直线轧件名称
直线轧件名称确定后，弹出【管线库】菜单栏，在【管线库】菜单栏中设各选项
参数，在此我们设置折弯半径为10。设置完成，点击，如图11-26。
图11-26【管线库】菜单栏
步骤5：再选取管道的起点与管道的通过点，选取过程如图11-27。【设置起点】：指定管道的起始位置点。在此我们选择APNT0。
【至点/端口】：选择管线所要穿过的通过点。
图11-27 选取管道的起点与管道的通过点
点击【至点/端口】后消息栏出现提示，选取“YES ”，如图11-28。
图11-28 点选YES 让路线穿过全部数据点
折弯半径有两个选项，可根据设计选择，此处选择【单个半径】，如图图11-29。【单个半径】：管道的拐角处的弯曲半径一致。
【多重半径】：管道的拐角处的弯曲半径可以设置为不同的值。
图11-29
点击后管道路径显示如图11-30。
图11-30 管道路径
步骤6：生成管道实体。在菜单管理器中选取【制造】→【管道实体】，如图11-31。
在弹出的如图11-32【管道实体】菜单栏中选中图pipe3，点击【生成】命令。
图11-32【管道实体】菜单栏
得到最终绘制管道，如图11-33所示。
图11-33 生成的管道实体
实例三：挠性管的绘制。
步骤1：在装配环境里装配好两个圆管，如图11-34。
图11-34 装配好的两个圆管
步骤2：使用偏移坐标点工具建立2个点，注意参照坐标系不同。如图11-35、11-36。
图11-35 APNT0的创建
图11-36 APNT1的创建
确定后，所建立的点如图11-37所示。
图11-37 建立好的两个偏移坐标系基准点
步骤3：进入管道模块。点击【管线】→【创建/路径】,输入管线名称,如图11-38。
图11-38 输入管线名称
再输入线栈名称，如图11-39。
图11-39 输入管线名称
进入【管线库】菜单栏，形状类型中“直”和“挠性”都要选中，因为我们要绘制的管道包含笔直和弯曲的部分，设置如图11-28。
图11-40【管线库】菜单栏
步骤4：设置管道环境。因为挠性管的起始和终点部分是笔直的，所以我们要在【管道环境】设置【线性】为【直的】，如图11-29。
1 总则 1．0．1 为在输气管道工程设计中贯彻国家的有关法规和方针政策，统一技术要求，做到技术先进、经济合理、安全适用、确保质量，制订本规范。 1．0. 2 本规范适用于陆上输气管道工程设计。 1．0．3 输气管道工程设计应遵照下列原则： 1 保护环境、节约能源、节约土地，处理好与铁路、公路、河流等的相互关系； 2 采用先进技术，努力吸收国内外新的科技成果； 3 优化设计方案，确定经济合理的输气工艺及最佳的工艺参数。 1．0．4 输气管道工程设计除应符合本规范外，尚应符合国家现行有关强制性标准的规定。 2 术语 2．O．1 管输气体 pipeline gas 通过管道输送的天然气和煤气。 2．O．2 输气管道工程 gas transmission pipeline project 用管道输送天然气和煤气的工程。一般包括输气管道、输气站、管道穿(跨)越及辅助生产设施等工程内容。 2．O．3 输气站 gas transmission station 输气管道工程中各类工艺站场的总称．一般包括输气首站、输气末站、压气站、气体接收站、气体分输站、清管站等站场。
2．O．4 输气首站 gas transmission initial station 输气管道的起点站。一般具有分离，调压、计量、清管等功能。 2．O．5 输气末站 gas transmission terminal station 输气管道的终点站。一般具有分离、调压、计量、清管、配气等功能。 2．O．6 气体接收站 gas receiving station 在输气管道沿线，为接收输气支线来气而设置的站，一般具有分离、调压、计量、清管等功能。 2．O．7 气体分输站 gas distributing station 在输气管道沿线，为分输气体至用户而设置的站，一般具有分离、调压、计量、清管等功能。 2．O．8 压气站 compressor station 在输气管道沿线，用压缩机对管输气体增压而设置的站。 2．0．9 地下储气库 underground gas storage 利用地下的某种密闭空间储存天然气的地质构造。包括盐穴型、枯竭油气藏型、含水层型等。 2．O．10 注气站 gas injection station 将天然气注入地下储气库而设置的站。 2．O．11 采气站 gas withdraw station 将天然气从地下储气库采出而设置的站。 2．O．12 管道附件 pipe auxiliahes 指管件、法兰、阀门、清管器收发筒、汇管、组合件、绝缘法兰或绝缘接头等管道专用承压部件。
流体阻力实验仿真软件说明 1 目的及特点 本仿真软件以最新设备为模拟对象，充分展现了新设备的优势，力求在界面友好的基础上做到全面、系统、规范的展示新设备的流程与操作方法，力求增强操作者在与软件本身的互动性。 2 模块介绍 软件结构框图： 3 操作界面 用户界面是应用程序的脸面，是整个程序给操作者的最直观的第一印象，所以对于一个
操作程序而言，界面设计的好坏与否十分重要，直接关系到软件的功能和应用。 (i) 实验指导 此菜单主要为软件的使用者在对实验不很了解的情况下提供实验中最基本的介绍，包括实验的目的、内容、仪器和方法等等内容，使操作者可以在很短的时间内了解实验。而且由于采用了滚动式的表现形式，使得指导部分生动具体，也更直观。 (ii) 实验操作 此菜单主要是用于将实验方法和操作的步骤具体化，使学生在初步了解实验的基础上，对实验仪器和实验的具体操作步骤进一步的理解，从而保证实验的顺利进行。本部分除了采用的滚动字幕描述外，还配以整个实验的流程简图，方便使用。 (iii) 数据记录 此菜单主要是用来显示在实验中记录的数据组，使数据直接显示在准备好的表格中，使数据更加直观清晰，方便进行数据观测和校正。同时统一各个仪器的流量和读数的单位，以免发生不必要的麻烦。在记录的同时，根据已知的计算公式，将数据直接转化为曲线，不但简化实验，也使整个过程简便和直观化，便于使用者掌握实验。 (iv) 实验成绩 此菜单主要是用来显示实验结束后，操作者的总体得分，以便给整个操作过程一个直观的，具体的评价。做到心中有数。 ：
各窗口和菜单的具体功能说明如下： 只要是在主界面下就可以查看实验指导，实验操作。当完成实验后才可以查看实验结果，并且只有在完成实验并且清理完实验现场后才可以查看实验成绩。但无论到那一级子窗体都可以返回主界面。 4 其它窗体 5 数学模型 本实验涉及到的公式比较复杂，不能直接的出公式，只有通过迭代才能的出相关的公式和数据。下面先定义几个函数： 对于密度上面已经用了内差法，在不同温度下的相关公式，即温度与密度有一定的关系，这里把他们定义成： )(1t f =ρ （2—2） 密度与温度也有一定的关系，可用内差法求得。在不同的温度下有不同的公式： 当20o C>=t>=10 o C 时 μ=[1.3077-（1.3077-1.005）×（t-10）/10]×10-3 当30o C>=t>=20 o C 时 μ=[1.005-（1.005-0.8007）×（t-20）
氧气站设计规范 GB 50030-1991 第2.0.3条氧气站等的乙类生产建筑物与各类建筑之间的最小防火间距，应符合表2.0.3的要求。 注：⑩液氧贮罐周围5m的范围内，不应有可燃物和设置沥青路面。 第9.0.1条氧气管道的管径，应按下列条件计算确定： 二、流速应是在不同工作压力范围内的管内氧气流速，并应符合下列规定： 1.氧气工作压力为10MPa或以上时，不应大于6m/s； 2.氧气工作压力大于0.1MPa至3MPa或以下时，不应大于15m/s； 3.氧气工作压力为0.1MPa或以下时，应按该管系允许的压力降确定 9．0．14条六、穿过墙壁、楼板的管道，应敷设在套管内，并应用石棉或其他不燃材料将套管端头间隙填实；
氧气及相关气体安全技术规程 GB16912-1997自1998-2-1 起执行 8 氧气管道 8.1.6 氧气管道的弯头、分岔头不应与阀门出口直接相连。阀门出口侧的碳钢管、不锈钢管宜有长度不小于5倍管外径且不小于1.5m的直管段。 8.1.10 架空氧气管道与其他管线之间最小间距要求应按表8执行。 表8 厂区及车间架空氧气管道与其他架空管线之间的最小净距 m 8.1.11 除为氧气管道服务的电控、仪控电缆（或共架敷设的为该类管道服务的专用电缆）外，其余电气线路不准与氧气管道共架敷设。 8.2 氧气流速1） 1）流速均指管内氧气在工作状态下的实际流速。 氧气管道中最高流速不应超过表10的规定。 表10 管道中氧气最高允许流速 8.3 管道材质 氧气管道材质的选用应符合表11规定。 表11 氧气管道材质选用表
8.4 管件选用 8.4.1氧气管道上的弯头、分岔头及变径管的选用，应符合下列要求： a）氧气管道严禁采用折皱弯头。当采用冷弯或热弯弯制碳钢弯头时，弯曲半径不应小于管外径的5倍；当采用无缝或压制焊接碳钢弯头时，弯曲半径不应小于管外径的1.5倍；采用不锈钢或铜基合金无缝或压制弯头时，弯曲半径不应小于管外径。对工作压力不大于0.1MPa的钢板卷焊管，可以采用弯曲半径不小于管外径的1.5倍的焊制弯头，弯头内壁应平滑，无锐边、毛刺及焊瘤； b）氧气管道的变径管，宜采用无缝或压制焊接件。当焊接制作时，变径部分长度不宜小于两端管外径差值的3倍；其内壁应平滑，无锐边、毛刺及焊瘤； c）氧气管道的分岔头，宜采用无缝或压制焊接件，当不能取得时，宜在工厂或现场预制，但应加工到无锐角、无突出部位及焊瘤。不宜在现场开孔、插接。 8.4.2 氧气管道上的法兰，应按国家有关的现行标准选用；管道法兰的垫片，宜按表12选用。
方案内容 方案设计目的 高纯气体中央供气系统是专为高精度分析测试设备所用高纯工作气体的传输而设计，系统需要为分析设备提供压力、流量稳定且经过长距离传输后纯度不变的高纯气体以满足各种高精度分析设备的使用要求。系统同时还应该满足安全性的要求，并方便客户的日常使用及管理。 第一部分气瓶间布局 1．由于存放的气体由于有可燃性气体和助燃气体，按国家规定必须分库存放。分别放入不同的气瓶间内。 2．气瓶间内设立一次调压面板，其中二托一面板带吹扫铜镀铬面板4套 3．压力调节器入口前需加装烧结金属过滤器以防止颗粒等杂质污染系统。 4．所有面板均配备吹扫阀，可实现对面板的清洗置换。 5．压力调节器及相关管件均需牢固的固定在压力调节面板上，面板应设计的紧凑而合理，以尽量减少系统中的死体积。 6．压力调节面板应采用全不锈钢材料制成，并且牢固的固定在可靠的位置上，确保其安全性。 7．气瓶间内存放的气瓶采用带防倒链的气瓶支架固定，气瓶支架坚固耐用、美观大方。 气瓶支架采用铝合金制作而成。 8．气瓶间内的气体钢瓶与压力调节器之间采用SS 316L高压金属软管连接无渗透。 高压软管为柔性软管，以保证连接的方便性。并自导防护钢缆，预防极端情况下，
钢瓶阀损坏等现象带来的高压“抽鞭”事故。压力调节器与管道的连接方式为双环卡套。 9．高压软管上的钢瓶接头必需与钢瓶角阀的规格相匹配，以确保连接的可靠性。 10．排空气路应分类收集、固定牢固并排放至室外安全地点。 第二部分终端布局 11．系统设置为二次减压系统。终端采用壁挂式设计。上设有压力调节器、输出压力指示计、紧急切断阀，同一气路的呈上下对应排布，方便操作。面板为不锈钢产品。 具体位置参见图纸，具体配置情况如下： ■壁挂式终端标准型 26套 注：该终端可以实现在室内对设备的压力调节、输出压力的监控及气路开关控制，省去了每日往返于气瓶间和实验间的奔波，提高了办事效率。 12．控制终端上的气体出口尺寸要与分析仪的气体入口尺寸相对应。气体出口接头还应方便安装。 第三部分气路的布线 13．气瓶间内压力调节面板与实验室内的气路终端之间选用SS 316L BA管进行连接，管道内表面光洁度为Ra<0.4um BA级管道。 14．4N氮气主管线采用OD3/8”（6.35mm）的管道，0.5Mpa压力下流量可达8M3/小时，完全满足常规用气需求，支线采用OD1/4”（6.35mm）的管道。用焊接三通分出支路来对设备进行供气。 15．5N氮气、氦气、预留气主管线采用OD1/4”（6.35mm）的管道，支线采用OD1/4” （6.35mm）的管道。用焊接三通分出支路来对设备进行供气。
Fluent示例 鉴于网上Fluent免费资料很少，又缺少实例教程。所以，分享此文章，希望对大家有所帮助。 1.1问题描述 本示例为ansys-fluent15.0-指南中的，不过稍有改动。
1.2 Ug建模图 1.3 Workbench设置 项目设置如下图所示。（为了凸显示例，所以个项目名称没改动；并且用两种添加项目方式分析，还增加了一个copy项，以供对比。）
说明：ansys workbench15.0与ug8.5（当然，也包括同一时期的solidworks、Pro/e等三维CAD软件）可无缝连接，支持ug8.5建立的模型，可直接导入到ansys workbench15.0中。 方法：在workbench中的Geometry点击右键，弹出快捷菜单，选择“browse”，浏览到以保存的文件，打开即可。个人感觉workbench 建模不方便。 1.4 DM处理 Workbench中的DM打开模型，将导入的模型在DM中切片处理，以减少分网、计算对电脑硬件的压力（处理大模型常用的方法，也可 称之为技巧）。最终效果，如下图所示。
为以后做Fluent方便，在这里要给感兴趣的面“取名”（最好是给每一个面都取名。这样，便于后续操作）。 方法是右键所选择的面，在弹出的对话框中“添加名称”即可，给“面”取“名“成功后，会在左边的tree Outline中显示相应的“名”。 结果如下图所示（图中Symmetry有两个，有一个是错的，声明一下）
1.5 Mesh设置 如下图所示。 在Mesh中insert一个sizing项（右键Mesh，选Sizing即可），以便分体网格，其设置如下：
石油化工管道布置设计规范 一石油化工管道布置设计一般规定 1.管道布置设计应符合管道及仪表流程图的要求； 2.管道布置应统筹规划，做到安全可靠、经济合理、满足施工、操作、维修等 方面的要求，并力求整齐美观； 3.对于需要分期施工的工程，其管道的布置设计应统一规划，力求做到施工、 生产、维修互不影响； 4.永久性的工艺、热力管道不得穿越工厂的发展用地； 5.在确定进出装置（单元）的管道的方位与敷设方式时，应做到内外协调； 6.厂区内的全厂性管道的敷设，应与厂区的装置（单元）、道路、建筑物、构筑 物等协调，避免管道包围装置（单元），减少管道与铁路、道路的交叉； 7.管道应架空或地上敷设；如确有需要，可埋地或敷设在管沟内； 8.管道宜集中成排布置，地上管道应敷设在管架或者管墩上； 9.在管架或者管墩上（包含穿越涵洞）应留有10%～30%的空位，并考虑其荷重； 装置主管廊架宜留有10%～20%的空位，并考虑其荷重； 10.全厂性管架或者管墩上（包含穿越涵洞）应留有10%～30%的空位，并考虑其 荷重；装置主管廊架宜留有10%～20%的空位，并考虑其荷重； 11.输送介质对距离、角度、高差等有特殊要求的管道以及大直径管道的布置， 应符合设备布置设计的要求； 12.管道布置设计应满足现行《石油化工企业非埋地管道抗震设计通则》SHJ39 的要求； 13.管道布置不应妨碍设备、机泵及其内部结构的安装、检修和消防车辆的通行； 14.管道布置应使管道系统具有必要的柔性；在保证管道柔性及管道对设备、机 泵管口作用力和力矩不超出过允许值的情况下，应使管道最短，组成件最少；
15.应在管道规划的同时考虑其支撑点设置；宜利用管道的自然形状达到自行补 偿； 16.管道系统应有正确和可靠地支撑，不应发生管道与其支撑件脱离、管道扭曲、 下垂或立管不垂直的现象； 17.管道布置宜做到“步步高”或“步步低”，减少气袋或液袋；否则应根据操 作、检修要求设置放空、放净；管道布置应减少“盲肠”； 18.气液两相流的管道由一路分为两路或多路时，管道布置应考虑对称性或满足 管道及仪表流出图要求； 19.管道除与阀门、仪表、设备等要用法兰或螺纹连接者外，应采用焊接连接； 下列情况应考虑法兰、螺纹或者其他可拆卸的场合； 1)因检修、清洗、吹哨需拆卸的场合； 2)衬里管道或者夹套管道； 3)管道由两段异种材料组成且不宜用焊接连接者； 4)焊缝现场热处理有困难的管道连接点； 5)公称直径小于或等于100的镀锌管道； 6)设置盲板或“8”字盲板的位置。 20.管道布置时管道焊缝位置的设置，应符合下列要求; 1)管道对接焊口的中心与弯管起弯点的距离不应小于管子外径，且不小于 100mm； 2)管道上两相邻对接焊口的中心间距： A.对于公称直径小于150mm的管道，不应小于外径，且不得小于50mm； B.对于公称直径等于或大于150mm的管道，不应小于150mm。
气体管道设计要求 第7章气体管道 7.1一般规定 第7.1.1条本章规定适用于压力不大于0.8MPa的氢气、氧气、氮气、煤气、压缩空气和真空等实验室内气体管道设计。 第7.1.2条气体管道设计除应按现行的《城镇燃气设计规范》、《工业企业煤气安全规程》、《氧气站设计规范》、《氢气使用安全技术规程》等的规定执行外，尚应符合本规范的规定。 第7.1.3条氢气、氧气和煤气管道以及引入实验室的各种气体管道支管宜明敷。当管道井、管道技术层内敷设有氢气、氧气和煤气管道时，应有换气次数为每小时1～3次的通风措施。 第7.1.4条按标准单元组合设计的通用实验室，各种气体管道也应按标准单元组合设计。 第7.1.5条穿过实验室墙体或楼板的气体管道应敷在预埋套管内，套管内的管段不应有焊缝。管道与套管之间应采用非燃烧材料严密封堵。 第7.1.6条氢气、氧气管道的末端和最高点宜设放空管。放空管应高出层顶2m以上，并应设在防雷保护区内。氢气管道上还应设取样口和吹扫口。放空管、取样口和吹扫口的位置应能满足管道内气体吹扫置换的要求。 第7.1.7条氢气、氧气管道应有导除静电的接地装置。有接地要求的气体管道其接地和跨接措施应按国家现行有关规定执行。 第7.1.8条管道敷设要求 第7.1.8.1条输送干燥气体的管道宜水平安装，输送潮湿气体的管道应有不小于0.3%的坡度，坡向冷凝液体收集器。 第7.1.8.2条氧气管道与其它气体管道可同架敷设，其间距不得小于0.25m，氧气管道应处于除氢气管道外的其它气体管道之上。 第7.1.8.3条氢气管道与其它可燃气体管道平行敷设时，其间距不应小于0.50m；交叉敷设时，其间距不应小于0.25m。分层敷设时，氢气管道应位于上方。 第7.1.8.4条室内氢气管道不应敷设在地沟内或直接埋地，不得穿过不使用氢气的房间。 第7.1.8.5条气体管道不得和电缆、导电线路同架敷设。
管道流体的瞬态仿真模型 贺尚红 1,2 ,钟 掘 1 (1.中南工业大学机电工程学院,湖南长沙 410083; 2.长沙交通学院机电系,湖南长沙 410076) [摘要]通过对管道的离散化处理,建立了流体管道频率相关摩擦仿真模型;研究了N 的取值、离散管段数对仿真结果的影响及管道与集中元件和扰动激励的耦合方法,并对带容腔的流体管道系统进行了数字仿真.结果表明,该模型将管道的分布特性表示成网络形式,可方便地与各种边界条件进行耦合;仿真结果与有关文献提供的近似解析计算和实验结果吻合良好. [关键词]液压管道;液压传动;液压仿真;液压;瞬态分析[中图分类号]TH137.1[文献标识码]A [文章编号]1005 9792(2000)02 0173 04 管道内流体动力学模型的研究是管道内流体传输与瞬变研究的基础,其数学模型有理想流体模型、线性摩擦模型和目前广泛应用的精度高的频率相关摩擦模型3种形式[1] .频率相关摩擦模型涉及贝塞尔函数及自变量中含有贝塞尔函数的双曲函数,在进行时域分析和计算时,因拉氏反变换的复杂性,需对贝塞尔函数和双曲函数进行适当的简化,只对于简单的管路系统和边界条件,才可求出时域响应的解析表达式[2,3].对管道网络系统瞬态特性分析常用的方法有特征线法[4,5]、传输线法[6]和键合图法[7] .这些方法对管道边界条件的处理均较复杂,对非线性元件的处理也非常不便或难以进行.文献[8]对可化为串联形式的管道系统用传递矩阵及始端和终端的边界条件求得响应的频谱函数,再通过FFT 软件直接求得时域响应,该方法不能处理在时域内非线性表达形式的边界条件,且不便于复杂网络系统的耦合建模[9].为此,作者通过对管道的离散化处理,建立了一个管道仿真模型,在此基础上研究了流体管道与集中元件和出入端扰动边界条件的耦合方法,并对一个带容腔的流体管道系统进行了仿真. 1 管道仿真模型 为了得到管道流体动力学模型,作如下假设:管 道为标准光滑圆直管,流动状态为一元层流,不考虑管道变形对油液压缩性的影响,忽略流动时的热传导效应.如图1所示,根据流量连续方程和Navier Stockes 方程有: s c p +Z d Q d x =0(1 ) 图1 管道离散化模型 d p d x +s c ZQN =0(2) 为了得到管道仿真模型,需对管道进行离散化处理,考虑k -1,k,k +1共3个相邻管段,每管段不考虑分布效应,对流量和压力微分作以下近似处理: d Q d x =Q k -Q k -1 x , d p d x = p k +1-p k x 因此,有 p k = c x Z(Q k -1-Q k ) s (3)ZQ k = c N x (p k -p k +1)s (4) [收稿日期] 1999 05 26 [基金项目] 国家自然科学基金资助项目(59835170) [作者简介] 贺尚红(1965-),男,中南工业大学博士研究生,长沙交通学院副教授. 第31卷第2期2000年4月 中南工业大学学报J.CENT .SOU TH U N IV.T ECHN OL. Vol.31 No.2 April 2000
实验室气体管路施工技术要求及验收标准实验室气体管路施工技术要求及验收标准 技术要求 （1）总体设计：管道采用1/4”外径，经过BA处理的专用高等级洁净不锈钢管道。所有集中在气瓶柜的管路有适当的路径进入各实验桌，在使用仪器的附近接气体考克。 （2）管路设计、规划要点： 气体管路系统应具有良好的气密性，可靠性，可维护性。 1、气瓶阀接口为GB标准的外螺纹形式，为了便于管路系统与气瓶连接，故从气瓶阀出口到管道系统应设有转换接头(气瓶接头)。 2、为了方便更换气瓶，从上述气瓶接头到调节阀之间应设有耐高压的不锈钢螺旋管。 3、
由于气瓶内部的气体压力为150Bar左右，使用点的压力较小，气体压力有变化，而且数值差距较大，故应在气瓶出口处设置一级减压阀（双表头）。 4、气路系统中应设有在紧急情况下能够快速切断供气的装置—开关阀，为了开关系统的方便和快捷，本项目中开关阀采用球阀。 5、为了保持气体的纯度及管道系统的气密性，所有管道采用进口BA级316L不锈钢管道，内表面按规定处理。 6、管道与阀件的连接，管道与管道的连接应保证系统的气密性，同时要便于维修及更换阀件。 7、管道固定件要求坚固，轻巧，耐用。 (3) 施工要求： 1、所有不锈钢管道两端用塑料盖密封，外部有塑料套密封，在进入施工现场后，安装前，方可将塑料套拆封，并除去塑料盖。 2、管道铺设时，应注意平直，弯管处采用专用弯管器，不得徒手弯曲，切断管道时，用专
用切管器操作，严禁用锯子锯断管道。管道切断后，应用专用工具处理断口，严禁用普通锉刀处理。 3、在管道的行进路线中，每隔l米应设置一组管夹，如遇特殊建筑物结构，应酌情考虑。 4、管道穿墙及穿地板时，应设置套管，套管与管道之间的空隙，应采用不可燃烧的材料填充。 5、管道采用全自动焊机焊接方式衔接。 6、所有螺纹连接处应采用密封带密封。 7、所有系统部件安装完毕后，应用高纯氮气进行三遍以上的大流量吹扫。 8、在整个施工过程中，应注意施工安全。 (4)验收说明 施工结束后，用高纯氮气进行检漏保压测试，测试压力应为工作压力的1.25倍。试压规定时间后，压力表读数变化小于0.5%(根据GB金属工业管道施工及验收标准)。 以上管道、各种阀件品牌、材质，连接方式及其相关工艺流程等需严格按标书要求响应，须符合国家标准。
基于FLUENT 的波浪管道热传递耦合模拟 CFD 可以对热传递耦合的流体流动进行模拟。CFD 模拟可以观察到管道内部的流动行为和热传递，这样可以改进波浪壁面复杂通道几何形状中的热传递。 目的： （1） 创建由足够数量的完整波浪组成的波浪管道，提供充分发展条件； （2） 应用周期性边界条件创建波浪通道的一部分； （3） 研究不同湍流模型以及壁面函数对求解的影响； （4） 采用固定表面温度以及固定表面热流量条件，确定雷诺数与热特性之间的 关系。 问题的描述： 通道由重复部分构成，每一部分由顶部的直面和底部的正弦曲面构成，如图。 图1 管道模型 空气的流动特性如下： 质量流量： m=0.816kg/s; 密度: ρ=1kg/m 3; 动力粘度：μ=0.0001kg/(m ·s); 流动温度： Tb=300K ； 流体其他热特性选择默认项。 流动初试条件： x 方向的速度=0.816m/s ； 湍动能=1m 2/s 2; 湍流耗散率=1×105m 2/s 3。 所有湍流模型中均采用增强壁面处理。 操作过程： 一、 完整波浪管道模型的数值模拟 （1） 计算 Re=uH/v=0.816×1/ (0.0001/1) =8160 Cf/2=0.0359Re -0.2=0.0359× (8160)-0.2=0.0059259 0628.00059259.0816.02 =?==f t C u u y +=u t y/v y=0.00159
（2）创建网格 本例为波浪形管道，管道壁面为我们所感兴趣的地方所以要局部细化。入口和出口处的边界网格设置如图。 图2 边网格 生成面网格 图3 管道网格 （3）运用Fluent进行计算 本例涉及热传递耦合，所以在fluent中启动能量方程，如图。 图4 能量方程
管道布置设计的要求 1、管道布置设计的一般要求有； 1）管道布置设计应符合工艺管道及仪表流程图的要求； 2）管道布置应统筹规划，做到安全可靠、经济合理、满足施工、操作、维修等方面的要求，并力求整齐美观； 3）在确定进出装置（单元）的管道的方位与敷设方式时，应做到内外协调； 4）厂区内的全厂性管道的敷设，应与厂区内的装置（单元）、道路、建筑物。构筑物等协调，避免管道包围装置（单元），减少管道与铁路、道路的交叉； 5）管道应架空或地上缴设；如确有需要，可埋地或敷设在管沟内； 6）管道宜集中成排布置。地上的管道应敷设在管架或管墩上； 7）在管架、管墩上布置管道时，宜使管架或管墩所受的垂直荷载、水平荷载均衡； 8）全厂性管架或管墩上（包括穿越涵洞）应留有1O ％－3O％的裕量，并考虑其荷重。装置主管廊管架宜留有10％－20％的裕量，并考虑其荷重； 9）输送介质对距离、角度、高差等有特殊要求的管道以及大直径管道的布置，应符合设备布置设计的要求； 10）管道布置不应妨碍设备、机泵及其内部构件的安装、检修和
消防车辆的通行； 11）管道布置应使管道系统具有必要的柔性。在保证管道柔性及管道对设备、机泵管口作用力和力矩不超出过允许值的惰况下，应使管道最短，组成件最少； 12）．应在管道规划的同时考虑其支承点设置。宜利用管道的自然形状达到自行补偿； 13）管道布置宜做到“步步高”或“步步低”，减少气袋或液袋。不可避免时应根据操作、检修要求设置放空、放净。管道布置应减少“盲肠”； 14）气液两相流的管道由一路分为两路或多路时，管道布置应考虑对称性或满足管道及仪表流程图的要求。 2、管道除与阀门。仪表、设备等需要用法兰或螺纹连接者外，应采用焊接连接。 下列惰况应考虑法兰、螺纹或其他可拆卸连接： l）因检修、清洗、吹扫需拆卸的场合； 2）衬里管道或夹套管道； 3）管道由两段异种材料组成且不宜用焊接连接者； 4）焊缝现场热处理有困难的管道连接点； 5）公称直径小于或等于100mm的镀锌管道； 6）设置盲板或“8”字盲板的位置。 3、气体支管宜从主管的顶部接出。
SPS管道仿真系统介绍 Stoner Pipeline Simulator (SPS)是德国GL集团公司的管道仿真系统。 SPS是世界领先的单相流动态模拟软件，能够实现长输管道的离/在线瞬态模拟计算、泄漏检测、批次管理（批次跟踪、界面检测）等，可用来辅助解决管道的运行技术问题，包括瞬态水力、热力分析、控制系统设计及管道运行控制等，可模拟各类管道元件如机泵阀、控制元件、热力元件及各种仪表检测元件。 SPS高级瞬态模拟仿真软件功能特点包括：模拟范围：管道配置不限；单相流，批次输送或混合输送管道（非多相流）；可模拟液柱分离及气化；交互式或批文件模拟；图形人机建模界面；多种初始工况供选择。 一、SPS的特点和功能 单一或混合的多种介质：能够模拟单一的流体介质，单相的多种混合流体介质。体积,热值,组分跟踪以及进行成品油界面跟踪：能够对气体在管道内各点进行组分,热值等跟踪分析。能够进行成品油不同油品间的界面跟踪。 热力模型：能够模拟等温模型，绝热模型和温变模型。 理论模拟：能够在现场设备和模拟设备建立相应的连接，以达到与现场相一致。线，转动设备，截断不同类型的管道设备运用，例如管标准的管道设备： 阀和止回阀，感应器，流量计，PID 控制和控制阀等。 单位的处理：拥有公制和英制两种单位，另外可以自己定义单位。 重新启动的能力：能够在给定的状态下，重新模拟运行，并且接受不同的控制方法，不用做重复的工作。 数据输入捷径：使用一些缺省的字符串和命令，达到简单操作的目的。 强大的逻辑控制语言：在INTRAN文件中使用特殊的语言来做为逻辑控制。这种语言有很好的弹性可以用来模拟RTU逻辑或现场的硬件控制。 二、SPS仿真软件－模块架构
特种气体系统工程技术规范 2011-04-07 08:31:54| 分类：默认分类 | 标签：气体特种管道气瓶阀门 |字号订阅 1总则 1.0.1 为了在电子工厂特种气体系统工程设计和施工中正确贯彻国家法律、法规，确保安全可靠，保护环境，满足电子产品生产要求，保护人身和财产安全，做到安全适用、技术先进，经济合理。制定本规范。 1.0.2 本规范适用于新建、扩建和改建的电子工厂的特种气体输送系统工程的设计和施工。 1.0.3 本规范不适用特种气体的制取、提纯、灌装系统的设计和施工。 1.0.4 特种气体系统的设计和施工除应符合本规范的规定外，应符合国家现行有关标准的规定。 2术语 2.0.1 特种气体specialily gas 用于各种电子产品生产的薄膜气体、掺杂气体、外延气体、离子注入气体、刻蚀气体及工艺设备所使用的气体。通常包括可燃性气体、氧化性气体、腐蚀性气体、毒性气体、惰性气体等。 2.0.2 特种气体系统speciality gas system 特种气体系统是指在用户现场的特种气体的储存、输送与分配全过程的设备、管道和部件的总称。2.0.3 特种气体间 speciality gas room 是指在电子生产厂房放置特种气瓶柜、气瓶架、尾气处理装置、气瓶集装格等气体设备，并通过管道向用气设备输送特种气体的房间。 2.0.4 硅烷站 silane station 是指放置硅烷储存设备（气瓶、气瓶集装格、Y钢瓶、长管拖车或ISO标准储罐）、硅烷气化装置及尾气处理装置、电气装置等，并通过管道向用气生产厂房供应硅烷气体的独立建构筑物或区域。 2.0.5 明火地点 open flame site 室内外有外露的火焰或赤热表面的固定地点。 2.0.6 散发火花地点 sparking site 散发火花的烟囱或室外电焊、砂轮、气焊等固定地点。 2.0.7 空瓶 empty cylinder 留有残余压力的气体钢瓶。 2.0.8 实瓶 full cylinder 存有气体的气瓶中保存有气体压力的气瓶，特种气体气瓶一般水容积为40L、47、48L等各种容积。 2.0.9 气瓶集装格 the bundle of gas cylinders 用专用金属框架固定，采用集气管将多只气体钢瓶接口并联组合的气体钢瓶组单元。气瓶的个数分别为9个、12个、16个不等，单个气瓶的水容积通常为40~50L。 2.0.10 气瓶柜 gas cabinet (GC) 特种气体使用的封闭式气瓶放置与管理设备，一般应配置减压装置、真空发生器、、紧急切断阀、过流开关、风压事故报警、、压力监测及报警等安全使用所必须的设施。排风管配置泄漏探头。气瓶柜有手动、半自动、全自动三类。 2.0.11 气瓶架 gas rack (GR) 特种气体使用的开放式气瓶放置与管理设备，一般应配置减压装置、吹扫装置、气体终端过滤器、紧急切断阀、压力监测及报警等安全设施。气瓶架有手动、半自动、全自动三类。 2.0.12 阀门箱 valve manifold box (VMB) 特种气体在输送过程中使用的封闭式管道分配部件，VMB在气体入口配置气动阀、手动阀，各支管可配置手动阀、压力表、过滤器等组件，除SiH2Cl2、WF6等低蒸汽压力气体外，VMB各支管可根据需要设置调压阀。VMB需设置泄漏气体排气管接口和风压事故报警。 2.0.13 阀门盘 valve manifold panel (VMP) 特种气体在输送过程中使用的开放式管道分配部件，VMP在气体入口配置气动阀、手动阀，各支管应
气体管路施工技术要求及验收标准 技术要求 （1）总体设计：管道采用1/4”外径，经过AP处理的专用高等级洁净不锈钢管道。所有集中在气瓶柜的管路有适当的路径进入各实验桌，在使用仪器的附近接气体考克。 (2)管路设计、规划要点： 气体管路系统应具有良好的气密性，可靠性，可维护性。 1、气瓶阀出口为GB标准的外螺纹形式，为了便于管路系统与气瓶连接，故从气瓶阀出口到管道系统应设有转换接头(气瓶接头)。 2、为了方便更换气瓶，从上述气瓶接头到调节阀之间应设有耐高压的不锈钢螺旋管。 3、由于气瓶内部的气体压力为150Bar左右，使用点的压力较小，气体压力有变化，而且数值差距较大，故应在气瓶出口处设置一级减压阀（双表头）。 4、气路系统中应设有在紧急情况下能够快速切断供气的装置—开关阀，为了开关系统的方便和快捷，本项目中开关阀采用球阀。 5、为了保持气体的纯度及管道系统的气密性，所有管道采用进口BA级316L不锈钢管道，内表面按规定处理。 6、管道与阀件的连接，管道与管道的连接应保证系统的气密性，同时要便于维修及更换阀件。 7、管道固定件要求坚固，轻巧，耐用。 (3) 施工要求： 1、所有不锈钢管道两端用塑料盖密封，外部有塑料套密封，在进入施工现场后，安装前，方可将塑料套拆封，并除去塑料盖。 2、管道铺设时，应注意平直，弯管处采用专用弯管器，不得徒手弯曲，切断管道时，用专用切管器操作，严禁用锯子锯断管道。管道切断后，应用专用工具处理断口，严禁用普通锉刀处理。 3、在管道的行进路线中，每隔l米应设置一组管夹，如遇特殊建筑物结构，应酌情考虑。 4、管道穿墙及穿地板时，应设置套管，套管与管道之间的空隙，应采用不可燃烧的材料填充。 5、管道采用全自动焊机焊接方式衔接。 6、所有螺纹连接处应采用密封带密封。 7、所有系统部件安装完毕后，应用高纯氮气进行三遍以上的大流量吹扫。 8、在整个施工过程中，应注意施工安全。 (4)验收说明 施工结束后，用高纯氮气进行检漏保压测试，测试压力应为工作压力的1.25倍。试压规定时间后，压力表读数变化小于0.5%(根据GB金属工业管道施工及验收标准)。 以上管道、各种阀件品牌、材质，连接方式及其相关工艺流程等需严格按标书要求响应，须符合国家标准。
气体灭火系统设计 规范
《气体灭火系统设计规范》 标准号： GB 50370- 发布日期：年 03 月 02 日 实施日期：年 05 月 01 日 发布单位：中华人民共和国建设部/ 中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局 出版单位：中国计划出版社 摘要：本规范是根据建设部建标 [ ]269 5- 文《——年度工程建设国家标准制定、修订计划》要求编制完成的。本规范共分六章内容包括: 总则、术语和符号、设计要求、系统组件、操作与控制、安全要求等。 其中，第3.1.4、3.1.5、3.1.15、3.1.16、3.2.7、3.2.9、3.3.1、 3.3.7、3.3.16、3. 4.1、3.4.3、3. 5.1、3.5.5、4.1.3、4.1.4、4.1.8、 4.1.10、 5.0.2、5.0.4、5.0.8 等条为强制性条文。 1 总则 1.0.1 为合理设计气体灭火系统，减少火灾危害，保护人身和财产的安全，制定本规范。 1.0.2 本规范适用于新建、改建、扩建的工业和民用建筑中设置的七氟丙烷、IG541 混合气体和热气溶胶全淹没灭火系统的设计。
1.0.3 气体灭火系统的设计，应遵循国家有关方针和政策，做到安全可靠、技术先进、经济合理 1.0.4 设计采用的系统产品及组件，必须符合国家有关标准和规定的要求。 1.0.5 气体灭火系统设计，除应符合本规范外，还应符合国家现行有关标准的规定。 2 术语和符号 2.1 术语 2.1.1 防护区 protected area 满足全淹没灭火系统要求的有限封闭空间。 2.1.2 全淹没灭火系统 total flooding extinguishing system 在规定的时间内，向防护区喷放设计规定用量的灭火剂，并使其均匀地充满整个防护区的灭火系统。 2.1.3 管网灭火系统 piping extinguishing system 按一定的应用条件进行设计计算，将灭火剂从储存装置经由干管支管输送至喷放组件实施喷放的灭火系统。 2.1.4 预制灭火系统 pre-engineered systems 按一定的应用条件，将灭火剂储存装置和喷放组件等预先设计、组装成套且具有联动控制功能的灭火系统。 2. 1.5 组合分配系统 combined distribution systems 用一套气体灭火剂储存装置经过管网的选择分配，保护两个或两个以上防护区的灭火系统。
输气管道工程设计规范 GB 50251-2003） 1、适用范围：本规范适用于陆上输气管道工程设计。 2、输气工艺： 1）输气管道的设计输送能力应按设计委托书或合同规定的年或日最大输气量计算，设 ）。 ）。 100km。 7）输气管道首站和气体接收站的进气管线应设置气质监测设施。 8）输气管道的强度设计应满足运行工况变化的要求。 10）输气站应设置越站旁通。进出站管线必须设置截断阀。截断阀的位置应与工艺装置区保持一定距离，确保在紧急情况下便与接近和操作。截断阀应当具备手动操作的功能。 11）输气管道工艺设计应具被以下资料：管输气体的组成；气源数量、位置、供气量
及可调范围；气源压力及可调范围，压力递减速度及上限压力延续时间；沿线用户对供气压力、供气量及其变化的要求，当要求利用管道储气调峰时，应具备用户的用气特性曲线和数据；沿线自然环境条件和管道埋设处地温。 12）输气管道的水力计算见本标准6～9页以及简化标准的附录。 13）输气管道安全泄放 全阀的出口直径； b 连接多个安全阀的泄放管直径，应按所有安全阀同时泄放时产生的背压不大于其中任何一个安全阀的泄放压力的10％确定，且泄放管截面积不应小于各安全阀泄放支管截面积之和。 （5）放空气体应经放空竖管排入大气，并应符合环境保护和安全防火要求。
（6）输气干线放空竖管应设置在不致发生火灾危险和危害居民健康的地方，其高度比附近建（构）住物高出2m以上，且总高度不应小于10m。 （7）输气站放空竖管应设在围墙外，与站场及其他建（构）筑物的距离应符合GB50183的规定，其高度比附近建（构）住物高出2m以上，且总高度不应小于10m。 （8）放空竖管设置应满足以下要求：放空竖管直径应满足最大放空量的要求；严禁在 3 12页） 二级地区：户数大于15户，小于100户； 三级地区：户数大于等于100户，包括市郊居住区、商业区、工业区、发展区以及不够四级地区条件的人口稠密区；
西安微电子技术研究所长安园区 高纯气体管道施工工艺标准 拟稿单位：西安天建装饰工程有限公司编制：赵刚 审核：王睿 二O一四年七月二十日
目录 1、总则----------------------------------------------------------------------------------1 2、高纯气体的三个主要参数-------------------------------------------------------1 3、管道材料选择----------------------------------------------------------------------2 4、施工程序----------------------------------------------------------------------------4 5、图纸会审----------------------------------------------------------------------------5 6、工程测定----------------------------------------------------------------------------5 7、绘制管段图-------------------------------------------------------------------------5 8、设置预制洁净房-------------------------------------------------------------------6 9、材料检查确认----------------------------------------------------------------------6 10、保护气体的供给和管理---------------------------------------------------------9 11、管段预制--------------------------------------------------------------------------11 12、现场配管施工--------------------------------------------------------------------13 13、压力试验--------------------------------------------------------------------------19 14、系统吹扫--------------------------------------------------------------------------20 15、系统测试--------------------------------------------------------------------------21 附录1 露点、含湿量、绝对湿度换算表---------------------------------------24 附录2 洁净室及洁净区空气中悬浮粒子洁净度等级------------------------26 附录3 EP/BA管自动氩弧焊接钨棒尺寸表------------------------------------27
特种气体系统的设计与施工 前言：一个工艺技术先进的大规模集成电路工厂的硅片制造过程中，全部工艺大约要使用50种不同的电子气体。其部分为特种气体。本文就特种气体系统的设计与施工方面做一个简单描述。 关键词：特种气体气瓶柜316L EP 一：概念 特气输送系统是指：将特种气体从气源端、根据工艺设备的工艺需求、通过对流量和压力等参数的控制，通过管道、无二次污染、稳定的输送到工艺设备的用气点。其基本流程是：气源控制柜管道传输VMB 用气点 二：分类 特种气体根据气体性质不同一般分为：惰性气体、易燃易爆气体、有毒气体和腐蚀性气体；根据供应包装的不同分为：特种气体和大宗特种气体。 三：供气系统的选择 1. 简单供气系统 简单供气系统主要针对4英寸及以下半导体芯片厂、半导体材料的科研机构以及一些单台的工艺设备等。它们的制程简单，通常不需要连续性供气，对气体供应系统的投资预算低。 由于气体流量小，不经常使用，特种气体气源多采用普通钢瓶（<50L）。输送系统多采用半自动气瓶柜或气瓶架加简单的控制面板；配置继电器控制，自
动切换，手动吹扫，手动放空，有害性气体配备紧急切断阀。惰性气体瓶架则采用全手动系统，有些甚至用单瓶系统。所有气体共用一个气体房，甚至没有气体房，特气钢瓶和输送系统有时放在回风夹道，或直接放在工艺制造设备旁边或隔壁。如果没有特别危险气体一般共用一个抽风系统。简单供气系统通常存在安全隐患。 2. 常规供气系统 常规供气系统主要应用于4-6英寸大规模集成电路厂，50MW以下的太阳能电池生产线，发光二极管的芯片工序线以及其它用气量中等规模的电子行业。对气体纯度控制的要求不苛刻，系统配备在满足安全的前提下尽量简单，节省投资。 特种气体采用普通钢瓶（<50L）供气。特气输送系统采用气瓶柜。配置全自动PLC控制器，彩色触摸屏；气体面板采用气动阀门和压力传感器，可实现自动切换，自动氮气吹扫，自动真空辅助放空；多重安全防护措施，泄漏侦测，远程紧急切断；专用氮气吹扫起源等等。VMB采用支路气动阀，氮气吹扫，真空辅助排空。惰性气体多采用半自动气瓶架，继电器控制，自动切换，手动吹扫，手动放空；VMB主管气动阀，氮气吹扫；支路气动阀，氮气吹扫，真空辅助排空。气体房和抽风系统根据气体性质进行分类。 3.大宗特气供气系统 大规模供气系统主要针对大规模量产的8-12英寸（1英寸=25.4毫米）超大规模集成电路厂（气体种类包括SiH4、N2O、2、C2F6、NH3等），100MW 以上的太阳能电池生产线（气体种类包括NH3），发光二极管的磊晶工序线（气体种类包括NH3）、5代以上液晶显示器工厂（气体种类包括SIH4、CL2、NH3、NF3）等、光纤（气体种类包括SiCl4）、硅材料外延生产线（气体种类包括HCL）