PIPENET

配管流動解析プログラム

PIPENET 製品概要

PIPENET－管路流動の流体解析専門ソリューション

PIPENETは、管路流動の流体解析プログラムです。

ケミカルプラント、石油精錬・液化施設、流体・気体配給施設、LNGガス施設などの配管系、冷却システムの流動、各種プラント・建築物の消防設備のスプレーおよびスプリンクラー・システム、配管系のウォーターハンマー、スチームハンマー、サージ圧力、換気・排気ダクト、クリーンルームの解析など多くの分野で使用されています。

PIPENETにはStandard Module, Spray/Sprinkler Module, Transient Moduleの3つのモジュールがあります。

STANDARD Module（スタンダード モジュール）

ダクト・管路のガス・液体に関する定常流動状態を解析するモジュールです。
プラント流路をはじめ、冷却・換気システム、クリーンルームの設計などに利用できます。
また、流量バランス、流路圧損を解析するほかに、配管呼び径、ポンプ・ファンのパワーを設計することができます。

SPRAY/SPRINKLER Module（スプレー・スプリンクーラ モジュール）

消防系統の一斉開放のノズル噴水、スプリンクラー流路に関する定常解析を行うモジュールです。
固定式水消防系配管の定常流動解析、圧損計算のほか、配管スケジュール、ポンプパワーの設計などが可能です。
NFPAをはじめ、FOCなど多くの消防規格に対応し、解析結果はそのまま承認申請に提出できます。アメリカの政府調達が承認されます。

TRANSIENT Module（トランジェント モジュール）

液体・スチーム管路に関する過渡流動状態の解析、バルブ・ポンプなど動作、及び制御による非定常流れの圧力変動、キャビテーション，管路流体流動による振動・衝撃、サージ圧力を解析するモジュールです。
調圧弁、安全弁、仕切弁、慣性弁などの動作を解析するほか、慣性ポンプ、ターボポンプの動作、トリップ解析、ノズルのプライム時間、タンク液面制御、及び流量・圧力センサ、PID制御との連成解析ができます。
パルブ・ポンプのシーケンス制御、PID制御をシミュレーションするほか、サージ圧力、キャビテーション、ウォーターハンマー、スチームハンマーなどをシミュレーションできます。

PIPENETの特徴

  • プリ・ポスト・ソルバ一体で、3つのモジュールは、それぞれ独立なライセンスで稼動できます。
  • 非圧縮性流体、圧縮性流体など幅広い流体をサポートします。
  • JIS配管、DIN配管、ANSI配管をサポートし、ユーザ定義の呼び径も使用できます。
  • 流体物性、配管スケジュール、管路フィッティング、ポンプ・ファン、バルブなどのライブラリを搭載しています。
  • ユーザライブラリもサポートします。
  • 配管や、バルブ、ポンプ、制御設備のアイコンをドラッグして、流路に組み込むことができ、簡単に解析モデルを作ることができます。流路へのフィッティング設定も簡単にできます。
  • 作成した配管モデルのコピー＆ペーストが可能です。
  • 各種バルブ（逆止弁、調圧弁、安全弁など）、ポンプ（遠心式、ターボ式）、サージタンク、アキュムレータ、オリフィス板、バキュームブレーカ、ノズルなど各種の配管設備を含んだ複雑な管路流動をシミュレーションが可能です。
  • コントロールバルブ、PID、圧力・流量センサなどの制御機器を簡単にモデリングできます。
  • 管路の流動条件、バルブ・ポンプの動作条件、PID設備の制御条件を入力し、グラフ表示によって確認できます。
  • 単位系は自由に切替えることができます。

PIPENET 製品詳細

PIPENETは、管路流動の流体解析プログラムです。 ケミカルプラント、石油精錬・液化施設、流体・気体配給施設、LNGガス施設などの配管系流動、冷却システムの流動、各種プラント内の流体配送、消防スプレー・スプリンクラー、配管のウォーターハンマー・スチームハンマー、サージ圧力、換気・排気ダクト、クリーンルームの解析など多くの分野で使用されています。
英国のSunrise System社によって80年代から開発され、40年以上の歴史と実績を持つ、プリ･ポスト一体型のソフトウェアです。 特に、消防設備のスプレー及びスプリンクラー・システムの流体解析プログラム(Spray/Sprinkler Module)はユニークなソフトウェアであり、数多くの有名な建築施設の消防設備設計に用いられています。また、アメリカのNFPA 13/15消防規格に対応して、政府調達の認可証が得られて、解析で作成されたレポートは、そのまま消防署に提出することができます。
PIPENETは、プリ・ポスト・ソルバが一体となったソフトウェアで、ソルバーのStandard Module, Spray/Sprinkler Module, Transient Moduleの3つのモジュールはそれぞれ独立なライセンスで稼動します。

STANDARDモジュール

液体・気体の流れに関する定常流動状態を解析するモジュールです。
新規管路の設計はもちろん、既設管路のメンテ(ガス漏れ、配管破断、流路詰まり)や、配管増設などをシミュレーションすることができます。

  • 非圧縮性流体、圧縮性流体に対応
  • 水などの液体、スチームやVan-Der-Waals気体・理想気体(酸素ガス、窒素ガス、炭酸ガス、空気、水蒸気、メタンガス、プロパンガス、ユーザ定義ガス)、低圧ガス、中圧ガスなどの気体に対応
  • Peng-Robinsonや、Soave-Redlich-Kwong状態方程式により、モル重量比、質量比などを入力するだけで、簡単に混合流体の設定が可能
  • 流体物性、ポンプ・ファン、バルブ、フィッティングのライブラリを搭載。ユーザ定義も可能
  • 配管ごとに、ノズル、オリフィス板、ポンプ、調節弁、逆止弁、フィッティング、標高、温度、粘度の設定が可能
  • ポンプ・ファンの流量・圧力カーブは、圧力-流量の試験データで定義が可能
  • 流速や圧損を条件として、管呼び径の設計が可能
  • 配管の閉塞、破断、漏れのシミュレーションが可能
  • 開放系、ループ系、グリッド系、多分岐系など複雑な流路ネットワークに対応
  • 圧力、圧力損失、流量、流速、ポンプ・ファンのパワーなど出力項目を選択し、簡単に解析結果処理が可能
  • 管路の節点を選択し，解析結果から簡単に管路の圧力パスを作ることができる

  • a.流体物性の設定画面

  • b.ポンプ・ファンのP-Q特性の設定例

  • c.石油精練所の冷却システムで複数台ポンプの直列・並列運転モデルの解析例

  • d.機械工作室の換気システムの応用例

SPRAY/SPRINKLERモジュール

SPRAY/SPRINKLERモジュールは、一斉開放ノズルの噴水、排水、スプレー・スプリンクラー消防流路の解析を行う専門的な消防系流路をシミュレーションするモジュールです。

  • NFPA、FOC、GBなどの消防規格に準拠しており、簡単に解析結果レポートの作成
  • 日本の消防法施行規則及び配管の摩擦損失計算の基準(消防庁告示第三十二号)に対応
  • ノズル配置の自動設計ツールを搭載
  • 圧力損失の計算方法は、Hazen-WilliamsモデルとCoulson- Richardsonモデルから選択可能
  • 配管スケジュール、ポンプ・ファン、バルブ、管路フィッティング、ノズルのライブラリを搭載。ユーザ定義も可能
  • ポンプ・ファンは、カーブフィッティング機能による試験データの圧力P-流量Qによる特性カーブを定義可能
  • 放水バルブ、ポンプ、ノズル、オリフィス板など消防用設備のパラメータを簡単に入力可能
  • 消火剤は主に水として、密度・粘度で泡消火薬剤の定義が可能
  • 表面粗さと流速による損失水頭、cファクタ(等価長さによる圧力損失)などのユーザ指定が可能
  • 配管の閉塞、破断のシミュレーションが可能
  • 開放系、ループ系、グリッド系、多分岐系など複雑な流路ネットワークに対応
  • ノズルのオン/オフで、スプレー/スプリンクラーの切り替えが可能

  • a. シンガポール国際空港の消防系配管の応用例

  • b.石油精練所の消防系配管の応用例

TRANSIENTモジュール

流動状態の時間変動をシミュレーションし、流路のダイナミクス解析を行うモジュールです。
配管流路に対し、安全弁や調整弁の動作、バルブの開閉、ポンプの起動・停止、ノズル噴出、サージタンク、アキュムレータ、ケーソンの動作、PID制御器のシーケンス動作などによる流路流動の圧力・流量の変動をシミュレーションし、サージ圧力、キャビテーション、ウォーターハンマー、スチームハンマー、ベンド・管壁への衝撃力などを解析することができます。
スプレー・スプリンクラー流路と一般流体流路の解析の2種類をサポートします。

  • 圧力波の伝播速度を自動的に評価、ユーザ設定も可能。
  • スケジュール、フィッティング、バルブ、ポンプ・ファン、ライニングなどのライブラリを搭載。ユーザ定義も可能。
  • 配管モデリングのための部品・設備モデルを多数搭載
    • 短管やスイング逆止弁、チェック弁、安全弁、調節弁、慣性弁、減衰弁、サージリリーフ弁、ラプチャーデスク、サージタンク、アキュムレータ、バキュームブレーカ、ケーソン、圧力センサ、流量センサ、圧力差センサなど計算モデルすべて収録
    • 充実したポンプモデル：遠心ポンプ、ターボポンプ(軸流/斜流/径流)、慣性ポンプ など
  • 操作弁、各種のポンプ、リリーフ弁、安全弁、調節弁、サージタンク、アキュムレータ、バキュームブレーカ、ケーソンなどに対し各種の設定が可能
    • インレット・アウトレットの圧力・流量の設定
    • コントロール節点の制御プロファイルの設定
    • PID制御器・伝達関数などの制御プロファイルの設定
  • 様々な配管部品、設備に対応して、配管のフィッティング、圧力損失を簡単に解析可能
  • ドライ管・ウェット管など配管の初期流動状態の設定が可能
  • 複雑な制御システムでポンプトリップ、ポンプの起動・停止、電源喪失などシミュレーションが可能
  • 配管、ベンド、分岐管の水撃力の計算が可能
  • ボリュームキャビテーション、チャンネルキャビテーションの計算モデルの選択が可能
  • ノズル噴出プライム時間の計算
  • 解析結果の出力位置、項目の選択可能
  • 時刻歴出力のアニメ表示、多軸グラフ表示が可能

  • a.水冷却系への応用 (バルブ開閉時間によるサージ圧力発生の検討例)

  • b. バルブを240秒で閉じる場合の配管中のサージ圧力

  • c. バルブを40秒で閉じる場合の配管中のサージ圧力(240秒で閉じる場合と比べ2倍以上)

  • d. 冷却水システムでポンプトリップによる管路キャビテーションのシミュレーションのモデル例

  • e. 各バキュームブレーカのキャビテーション発生・排出状況

PIPENET 動作環境

OS
  • ・Windows 10 (64bit)
  • ・Windows 11 (64bit)

PIPENET 製品構成・利用形態

  • プリ・ポスト・ソルバ一体
  • ソルバ：
    Standard（スタンダード）／定常流動解析モジュール
    SPRAY/SPRINKLER（スプレー・スプリンクラー）／消防系定常流動解析モジュール
    TRANSIENT（トランジェント）／非定常流動解析モジュール
  • プリ・ポスト：PIPENET Vision
  • ライセンス形態：スタンドアローンUSBプロテクタ、レンタルライセンス

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