نرم افزار CONVAL 11.4 طراحی و تحلیل سیستم‌های صنعتی

نرم افزار CONVAL یک نرم‌افزار مهندسی فرآیند است که برای مهندسان، برنامه‌ریزان و اپراتورهای صنعتی جهت طراحی سیستم های صنعتی ساخته شده است. این نرم‌افزار قابلیت محاسبات گسترده‌ای را برای اجزاء و فرآیندهای مختلف در صنعت پروسه فراهم می‌کند. براساس استانداردهای DIN، VDI، VDMA EN/ISO یا ISA، ASME، API و غیره، روش‌های اثبات شده ایجاد شده‌اند تا همیشه محاسبات دقیق و مناسبی در دسترس باشد، حتی در پروژه‌های بین‌المللی. CONVAL این اطمینان را به کاربران خود می‌دهد که برای استفاده از این نرم‌افزار، به تولیدکنندگان دستگاه‌ها وابسته نشده و می‌توانند از داده‌های مشخص سازندگان خاص استفاده نمایند.

محاسبات ارائه شده توسط CONVAL شامل شیرهای کنترل، دستگاه‌های تنظیم جریان، لوله‌های حفاظتی دماسنج/ترموول، محاسبات لوله، تعویض گرمایی و یا پمپ‌ها می‌شود. اطلاعات مربوط به ویژگی‌های فیزیکی (پایگاه داده ویژگی، ترمودینامیک) و پایگاه داده‌های گسترده برای اکتوئاتورها، سوپاپ‌های ایمنی، فلومترها، محتویات، مواد و غیره نیز بخشی از پکیج نرم‌افزاری هستند. بنابراین، CONVAL نیازهای مهندسی پروسه را از جمله سازگاری در پروژه‌های FEED و همچنین مهندسی پایه و تفصیلی، نگهداری یا توسعه کارخانه پوشش می‌دهد.

 کنترل ولوها، یکی از عناصر مهم در صنعت است که برای کنترل جریان سیالات (مانند آب، گاز و بخار) به کار می‌روند. این ولوها با تنظیم جریان و فشار سیال، کنترل دقیقی روی فرآیند صورت می‌گیرد. برای محاسبه ارزش شیر کنترل، جریان کل یا فشارهای قبل و بعدی ناحیه جریان محاسبه می‌شود. همچنین، شکل خطی جریان نصب شده را با بهینه‌سازی گرافیکی محاسبه می‌کنیم. در این بهینه‌سازی تأثیر کاهنده‌ها، اصلاح لزجت و سازه‌های مقاومتی پایین دستی (سایلنسر…) نیز در نظر گرفته می‌شود.

ضریب عملکرد کلیدی “Ri” (ضریب قابلیت اعتماد) پایه‌ای برای یک سیستم خبره با هشدارها و راهنمایی‌های دقیق است که باعث بهبود قابلیت اعتماد کلی یک راه حل ولو برای کاربردهای مختلف مایع، گاز و بخار می‌شود.

ضریب عملکرد کلیدی “Ci” (ضریب قابلیت کنترل)، پیش‌بینی قابلیت کنترل استاتیکی یک راه‌حل ولو برای پارامتر کنترل داده شده با تحلیل شکل خطی نصب شده ولو است. در این تحلیل، بهینه‌سازی گرافیکی و پیشنهاد شکل خطی داخلی به منظور مقایسه گزینه‌های مختلف صورت می‌گیرد و بهترین نقطه تنظیم برای پوزیشنر تعیین می‌شود.

محاسبه سطح دقیق صدا بر اساس استاندارد IEC 60534-8-3 (2010) و IEC 60534-8-4 (2015) برای تریم‌های تک‌مرحله و چند مرحله‌ای، از ویژگی‌های این راه‌حل است. همچنین، محاسبه صدای سر و صدای پایین دستی (ISA-75.17: 1989 و VDMA 24422 نسخه‌های 1979 و 1989) نیز ممکن است.

تأثیر کاهنده‌های لوله، لزجت و جریان لایه‌ای نیز در نظر گرفته شده است. محاسبه توسعه‌یافته سازه‌های مقاومتی (سایلنسر، صفحات سوراخ‌دار…) شامل طراحی (اتوماتیک) که تمام فشارهای میانی بین مقاومت‌های تکی حساب می‌شود و ن‌ها را بهینه می‌کند، همچنین شامل مشخصات فشار میانی و محاسبه سازه مقاومتی است.

همچنین، نسخه گسترده‌ای از محاسبه سازه مقاومتی (سایلنسر، صفحات سوراخ‌دار…) شامل طراحی (اتوماتیک) که تمام فشارهای میانی بین مقاومت‌های تکی حساب می‌شود و بهینه می‌شود، ارائه شده است. همچنین، می‌توانید فشارهای میانی را مشخص کرده و سپس محاسبه سازه مقاومتی را انجام دهید. با استفاده از این نرم افزار، می‌توانید تنظیم مجدد (با مشخص کردن cv) از یک پلاک سوراخ‌دار یک‌مرحله یا چندمرحله‌ای موجود را نیز انجام دهید. علاوه بر این، تجزیه و تحلیل مقاومت‌های تمام نقاط عملیاتی نیز انجام می‌شود و با استفاده از محاسبات تغییر یافته مانند IEC 60534-8-3 و IEC 60534-8-4، پیش بینی بهتری از صدای سر و صدای پایین دستی (سایلنسر، مولتی هول بِفل و …) ارائه می‌شود.

بیشتر بخوانید: نرم افزار Hexagon PPM TANK 2021 v12 طراحی مخازن

نسخه گسترده‌ای از محاسبه سازه مقاومتی (سایلنسر، صفحات سوراخ‌دار…) شامل طراحی (اتوماتیک) که تمام فشارهای میانی بین مقاومت‌های تکی حساب می‌شود و بهینه می‌شود، ارائه شده است. همچنین، می‌توانید فشارهای میانی را مشخص کرده و سپس محاسبه سازه مقاومتی را انجام دهید. با استفاده از این نرم افزار، می‌توانید تنظیم مجدد (با مشخص کردن cv) از یک پلاک سوراخ‌دار یک‌مرحله یا چندمرحله‌ای موجود را نیز انجام دهید. علاوه بر این، تجزیه و تحلیل مقاومت‌های تمام نقاط عملیاتی نیز انجام می‌شود و با استفاده از محاسبات تغییر یافته مانند IEC 60534-8-3 و IEC 60534-8-4، پیش بینی بهتری از صدای سر و صدای پایین دستی (سایلنسر، مولتی هول بِفل و …) ارائه می‌شود.

برای نگاشت دقیق ولوهای استاندارد، کتابخانه جامعی از تغییردهنده‌های ولو (مانند بالگرد دو و سه برابر) در دسترس است. همچنین، می‌توانید ولو را به صورت مستقیم از پایگاه داده ولوی سازنده انتخاب کنید.

نرم افزار قادر به صدور صفحه داده (Excel) بر اساس استانداردهای بین المللی مانند IEC یا ISA نیز می‌باشد.

دستگاه اندازه‌گیر جریان با فشار فرق دو شکل (Differential pressure flowmeter)، قادر به پشتیبانی از عناصر جریان زیر است:

• سوراخ‌ها
• نازل‌ها
• ونتوری (Venturi)
• لوله‌های پیتو میانگین‌گیر
• وج دبی (Wedge flow meter)
• کن متر (Cone meter)
• مجموعه سوراخ‌های جریان یا IFAS (Integral flow orifice assembly)
• طرح‌های ویژهٔ تولیدکننده

این دستگاه اندازه‌گیر جریان، با استفاده از پایه‌های محاسباتی زیر، کار خود را انجام می‌دهد:

• ISO 5167-1 (2022، 2003، 1998، 1995)
• ISO 5167-2 (2022، 2003)
• ISO 5167-3 (2022، 2020، 2003)
• ISO 5167-4 (2022، 2003)
• ISO 5167-5 (2022، 2016)
• ISO 5167-6 (2022، 2019)
• ISO 5168 (2005)
• ISO/TR 9464 (2008)
• ISO/TR 11583 (2012)
• ISO/TR 12748 (2015)
• ISO/TR 15377 (2018، 2007)
• ISO 9300 (2022، 2005)
• ASME MFC-3M (2004-R2017)
• ASME MFC-7 (2016، 1987-R2014)
• ASME MFC-14M (2003)
• ASME PTC 6 (2004)
• ASME PTC 19.5 (2004)
• AGA 3 / API MPMS 14.3 (2013، 2003)
• GOST 8.586 (2005)
• GB/T 2624 (2006)
• DIN 1952 (1980)
• VDI/VDE 2041 (1991)
• W. Miller, Flow Measurement Engineering Handbook (1996)

این دستگاه اندازه‌گیر جریان، محدودیت‌های استفاده خود را به صورت واضح در اختیار کاربر قرار می‌دهد. همچنین محاسبات استرس برای سوراخ‌ها بر اساس استانداردهای مختلفی مانند ISO/TR 9464، ASME B31.3 و ISO 5167، و پیش‌بینی صوتی برای سوراخ‌ها بر اساس استانداردهای IEC 60534-8-3 یا IEC 60534-8-4 را انجام می‌دهد. علاوه بر این، این دستگاه، چیدمان واضح بخش‌های لازم ورودی و خروجی را ارائه می‌دهد و با استفاده از ضرایب حساسیت، محاسبات عدم قطعیت اندازه‌گیری را انجام می‌دهد.

این دستگاه اندازه‌گیر جریان، محدودیت‌های استفاده خود را به صورت واضح در اختیار کاربر قرار می‌دهد. همچنین محاسبات استرس برای سوراخ‌ها بر اساس استانداردهای مختلفی مانند ISO/TR 9464، ASME B31.3 و ISO 5167، و پیش‌بینی صوتی برای سوراخ‌ها بر اساس استانداردهای IEC 60534-8-3 یا IEC 60534-8-4 را انجام می‌دهد. علاوه بر این، این دستگاه، چیدمان واضح بخش‌های لازم ورودی و خروجی را ارائه می‌دهد و با استفاده از ضرایب حساسیت، محاسبات عدم قطعیت اندازه‌گیری را انجام می‌دهد. در این دستگاه، محاسباتی برای نوزل‌های ونتوری به شکل مستطیلی، دستگاه‌هایی با سوراخ‌های تخلیه، لوله‌های پیتو با انتخاب از پایگاه داده تجهیزات قابل گسترش، ترازمندان فشار تفاضلی غیراستاندارد، محاسبات برای گازهای مرطوب (گاز با محتوای بخار آب) و گازهای مرطوب (گاز با محتوای مشابه آب) و گزینه ورودی برای حلقه‌های حامل برای سوراخ‌های اوریفیس با نوک کنجی در این دستگاه وجود دارد.

معرفی برخی ماژول ها

صفحات سد کننده (Restriction orifice plates)

این دستگاه، محاسباتی برای قطر داخلی، فشار تفاضلی، جریان حجمی و نرخ جریان جرمی دارد. همچنین از سوراخ‌های اوریفیس تک و چند سوراخ پشتیبانی می‌کند. محاسبات چند مرحله‌ای توسعه (خودکار و دستی) را انجام می‌دهد. روش محاسبه بهتر، با در نظر گرفتن طول سوراخ استوانه‌ای، ارائه شده است. علاوه بر این، محاسبات استرس بهتر، بر اساس ASME B31.3، AD 2000، ISO 5167 و غیره، ارائه شده است. پیش‌بینی بازقفل شدن شرایط نیز بهبود یافته است. محاسبات Vena Contracta و شرایط خروجی نیز انجام می‌شود. پشتیبانی از مایعات حاوی گاز محلول نیز وجود دارد. محاسبه تعادل انرژی (ضرر قدرت) نیز انجام می‌شود. پیش‌بینی صوتی برای سوراخ‌ها بر اساس استانداردهای IEC 60534-8-3 یا IEC 60534-8-4 انجام می‌شود. صفحات اوریفیس با سوراخ‌های تخلیه قابل محاسبه هستند. دامنه اعتبار به β>0.75 افزایش یافته است.

محاسبه اتلاف فشار

محاسبات جداگانه برای لوله‌ها، مقاومت‌های جزئی، ارتفاع زمینی و تعادل انرژی برای سیالات فشرده و غیرفشرده.

• پایگاه دادهٔ مقاومت به جریان با امکانات بهتر بر اساس کتاب “HANDBOOK OF HYDRAULIC RESISTANCE” از I. E. ldel’chik
• محاسبه اتلاف فشار با محاسبه NPSH
• پشتیبانی گرافیکی

پشتیبانی از شرایط جریان دوفازی بر اساس سه روش محاسبه مختلف:

• L. Friedel “Improved friction pressure drop correlation for horizontal and vertical two phase pipe flows” European two phase flow group meeting, Ispra, 5-8 June 1979
• H. Müller-Steinhagen – K. Heck “A Simple Friction Pressure Drop Correlation for Two-Phase Flow in Pipes” Chem. Eng. Process., 20 (1986) 291-308
• Homogeneous flow model

ضربان فشار

• محاسبه برای سیستم‌های لوله‌ای با یک رانش که با یک سوپاپ کنترل به پایان می‌رسد، به عنوان یک تابع از زمان بستن و خصوصیت سوپاپ
• پایگاه داده سوپاپ و پشتیبانی گرافیکی

اندازه‌گیری

• محاسبه مقادیر اولیه، مانند مساحت سطح، حجم، سرعت جریان و قله Joukowsky

ضخامت دیوارهٔ لوله

• محاسبات اختیاری بر اساس: EN 13480 (2002) DIN 2413 (2011، 1993، 1972) ASME B31.3 (2016) API 521 (2020)
• خم‌های لوله با یا بدون ضخامت دیوارهٔ ثابت به استثنای لوله‌های راست، برای بارهای ضربانی و استاتیک قابل محاسبه هستند
• مواد لوله را می‌توان از پایگاه داده مواد کاربر قابل گسترش انتخاب کرد و همچنین تمام پارامترهای مرتبط، مانند مقاومت کششی، مقاومت شکست خوردگی و مقاومت ییلد را محاسبه کرد.

سوپاپ‌های تخلیه فشار

• استانداردهای محاسبه پشتیبانی شده:

ISO 4126-1 (2016) ISO 4126-7 (2016) ISO 4126-9 (2008) ISO 4126-10 (2019، 2010) API 520 (2020) API 521 (2020) API 526 (2017) ASME BPVC بخش VIII (2021، 2011) AD Specification A2 (2015)

• محاسبه فشار ساخته شده در لوله تخلیه با تا چهار افزایش لوله و اتلاف فشار لوله تغذیه به مطابق با ISO 4126-9
• پایگاه داده شامل راه‌حل‌های ایمنی معمول‌ترین تولید کنندگان سوپاپ برای انتخاب سریع و خودکار
• محاسبه سیستم‌های دوفازی شامل مایعات روانشدنی مطابق با ISO 4126-10 و API 520 (روش ω و ادغام مستقیم پشتیبانی می‌شود)
• محاسبه نیروی واکنش و سطح صدا برای گازها به مطابق با ISO 4126:9
• محاسبه حالت آتش برای جریان بعدی به مطابق با API 521
• محاسبه دیسک شکست قبل از سوپاپ ارائه شده است.
• علاوه بر اینکه گزینهٔ انتخاب سوپاپ‌های تخلیه از پایگاه داده با دستگاه‌های تولید کننده وجود دارد، گزینهٔ انتخاب سوپاپ‌های تخلیه طبق API 526 نیز وجود دارد.
• رده فشار مورد استفاده برای فلنج‌های سوپاپ‌های تخلیه بر اساس: EN 1092، ASME B16.5، API 526

دیسک شکست

• ابعاد دهی و محاسبات بر اساس استانداردهای زیر انجام می‌شود:

ISO 4126-2 (2018) ISO 4126-10 (2019، 2010) API 520 (2020) ASME BPVC بخش VIII (2021، 2011) AD 2000 Specification A1 (2006)

• ابعاد دهی و محاسبات دیسک شکست بر اساس روش مقاومت جریان و روش ضریب دبی انجام می‌شود.
• محاسبه فشار کاری حداکثر در نظر گرفته می‌شود با در نظر گرفتن فشار کاری حداکثر، برداشت تولید کننده، تحمل شکست، فشار برگشتی و نسبت فشار کاری حداکثر. برآورد خام وابستگی دما به فشار شکست.
• محاسبه سیستم‌های دوفازی شامل مایعات روانشدنی مطابق با ISO 4126-10 و API 520

برای مشاهده اطلاعات کامل نرم افزار CONVAL جهت طراحی و تحلیل فرآیندها به اینجا مراجعه کنید.

در ادامه عکس هایی از محیط نرم افزار CONVAL نشان خواهیم داد.