离心泵计算系统专业版.doc

离心泵计算系统专业版
Eccentricity Pump Calculate System Professional Version
V1.2 用户手册
EPCS® Pro V1.2 Manual

维维计算机技术有限责任公司
2002-09-01
目录

第一章 系统功能 1
1.1 计算类型 1
1.1.1 校核型计算 1
1.1.2 设计型计算 1
1.2 物性数据接口 2
1.3 结果输出 2
1.3.1 屏幕输出 2
1.3.2 报表 2
第二章 系统安装 3
2.1 系统需求 3
2.1.1 软件环境 3
2.1.2 硬件环境 3
2.2 系统安装 3
2.2.1 EPCS产品清单 3
2.2.2 安装 3
2.2.3 系统更新 3
第三章 EPCS基础 4
3.1 数据输入 4
3.1.1 基本输入规则 4
3.1.2 从第三方软件导入物性数据 4
3.2 各种选项 4
3.2.1 计算类别 4
3.2.2 物料类别 4
3.2.3 物性数据来源 4
3.3 坐标系 4
3.4 部分数据解释 4
3.5 菜单系统 5
3.5.1 文件菜单 5
3.5.2 报表菜单 6
3.5.3 窗口菜单 6
3.5.4 选项 7
第四章 使用EPCS 8
4.1 从例子开始 8
4.2 校核型计算 10
4.2.1 数据输入 10
4.2.2 计算结果 10
4.3 设计型计算 10
4.3.1 数据输入 10
4.3.2 计算结果 10
4.4 样本库维护 10
4.4.1 样本库编辑 10
4.5 结果输出 12
第五章 离心泵制造商与EPCS 13
5.1 制造商产品的技术推销和支持 13
5.2 制造商使用EPCS的策略 13
5.3 制造商利用EPCS的具体方案 13
附录一：Excel格式报表样例 15

序言

离心泵的计算包括到对现有工况下泵的核算和新工况下泵的选型计算。计算过程涉及到的因素多且相互关联，许多数据只能从图表上获得，异常繁琐。长期以来，估算占据了主导地位，仔细计算它超过了工艺设计人员的忍耐限度。从EPCS的计算报告中可以看到有30多项数据，这足以证明计算的复杂性。
EPCS 使用了严谨的算法。严格计算泵的吸入管道阻力，对吸上真空高度、气蚀余量、流量、扬程、轴效率作了粘度、饱和蒸汽压等校正。
EPCS 提供校核和设计两种算法，足以满足大多数用户的应用要求。
EPCS带有泵样本数据库。该库对于用户是开放的，用户可以方便地扩充数据库。在核算型计算中，用户可以从库中选择一种型号的泵进行核算；在设计型算法中，EPCS能够根据计算结果，从泵的样本库中自动遴选出适合于工况的泵型。
EPCS使用了自动响应、实时计算技术，在数据输入的过程中计算自动进行。报表自动生成。
EPCS的物性数据可以手工输入，也可以和一些著名的第三方软件自动连接，如流程模拟系统。
EPCS承袭开发者工程软件的一贯风格，单位制随时随地最大限度的自由选择，界面美观，报表精美，可以生成Excel格式的文件。
EPCS可以在中文Windows 98/Me/2000/XP上稳定运行，所有这一切，都将给用户的工作带来方便、速度和效率。

EPCS Pro V 1.2 用户手册 2
第一章 系统功能
1.1 计算类型
1.1.1 校核型计算
功能：对现有泵进行性能校核。分析是否能够满足工艺要求。也可以使用校核型算法筛选类型泵，达到设计型算法的目的。
已知离心泵的规格（准）参数：
l 气蚀余量Δh0
l 允许吸上真空高度Hs0
l 流量Q0
l 扬程H0
l 轴效率η0
l 管路、设备参数
l 物性参数
计算离心泵在该管路、设备参数，物性参数下的实际性能参数和工艺参数：
l 气蚀余量Δhr
l 允许吸上真空高度Hsr
l 流量Qr
l 扬程H0r
l 轴效率ηr
l 轴功率W
l 最大安装高度Hg

1.1.2 设计型计算
功能：根据现有工艺条件或要求计算出能够满足工艺要求的离心泵的性能参数，用户可依此选择合适的离心泵。
已知：离心泵管路、设备参数、工艺参数和物性参数：
l 流量Qr
l 扬程H0r
l 安装高度Hg
l 管路、设备参数
l 物性参数
计算离心泵的标准参数：
l 气蚀余量Δh0
l 允许吸上真空高度Hs0
l 流量Q0
l 扬程H0
l 轴功率W
并根据计算结果遴选出合适的泵型号。

1.2 物性数据接口
本系统仅仅需要3个物性数据：密度ρ、粘度μ和饱和蒸汽压。通常情况下，纯物质的这3个物性数据获得并不难，而对于溶液（混合物），获得这3个数据比较困难。有条件的用户可以通过化工流程模拟系统计算它们。
EPCS可以直接从键盘输入物性，也提供直接从流程模拟系统导入数据的管道。目前支持HYSY 2.0以上的版本。
1.3 结果输出
1.3.1 屏幕输出
用户可以在屏幕上浏览全部的数据：输入数据和计算结果。每个数据分三个部分：名称、数值和单位。点机单位的箭头，可以下拉出一个单位选择框供用户选择。屏幕上每个数据当前的单位决定了输出到报表上的单位。
1.3.2 报表
常用的结果输出方式是报表。EPCS支持把报表输出到MS Excel文件、打印预览、直接打印到纸张。Excel文件格式的报表为用户编辑、携带和交流提供了方便。
离心泵计算系统专业版（EPCS Pro V 1.2） 用户手册 16
第二章 系统安装
2.1 系统需求
2.1.1 软件环境
操作系统。中文Windows 98/Me/2000/XP。
第三方软件。目前支持HYSYS，可选。
2.1.2 硬件环境
无特殊要求，只要能运行支持EPCS的操作系统即可。安装要求的磁盘空间5MB。
2.2 系统安装
2.2.1 EPCS产品清单
l 加密卡（USB或LPT接口）一只。
l 系统盘（光盘）一片。
l 说明书一册。
2.2.2 安装
软件安装。执行安装盘上的setup.exe，在安装向导的引导下安装。
硬件安装。即安装加密卡，在软件安装后进行。如果你得到的是USB接口的加密卡，可直接插入到USB插座中，系统不必启动即可识别。如果你得到的是LPT接口的加密卡，关闭计算机电源，把加密卡插到LPT插座中，重新打开电源，启动系统。
通过以上步骤，系统安装完成。这时在系统桌面和“开始|程序”中可以找到“离心泵计算专业版”，启动其中任意一个，如果出现系统主界面，表示安装成功。
2.2.3 系统更新
你第一次购买EPCS时，将获得“2.1 EPCS产品清单”中列出的所有物品。以后软件升级，你可能只需要补充或者更新其中的一部分甚至是几个电子文件。你将得到通知如何取得升级，也可能直接收到从邮局寄来的升级组件。总之你不需要经常为升级操心，供应商会在升级时主动通知你。

第三章 EPCS基础
3.1 数据输入
3.1.1 基本输入规则
l 必须输入数据。这些数据的输入框背景为黄色，为已知条件。
l 不可输入数据。这些数据的输入框背景为深灰色。为计算结果。
l 可选择数据。这些数据的输入框背景为白色。
l 其它颜色背景的数据，为实时计算的结果。开始这些数据不存在，背景为白色，它们在其它数据输入过程中由于自动响应、实时计算产生。
l 输入一个数据后，按下回车或者把鼠标移动到其它位置，数据得到确认。
l 可以点击每个数据对应的单位，选择适当的单位。
3.1.2 从第三方软件导入物性数据
目前支持HYSYS。在导入前，应当在HYSYS中准备好数据。启动HYSYS，定义物流。为了取得饱和蒸汽压，应当把物流的汽相分率（Vapour Fraction）指定为0。在“数据来源”处选择“HYSYS”，然后转到“自动获取物性数据”页上。可以在“可用流股”框中看到所有HYSYS中的流股。双击要取得其物性的流股，物性数据会自动填写到EPCS的数据框中。
当在HYSYS更改了流股的条件后，可以按下“刷新流股”按钮刷新流股。
注意：如果取得的数据中有数值“-32767”，说明你选择了错误的流股，比如改流股是气体或者汽-液混合物—显然，离心泵不能输送它们。
3.2 各种选项
3.2.1 计算类别
分为两种：校核型和设计型。不同的类别要求输入的数据不同。
3.2.2 物料类别
目前分为两种：水或者稀水溶液，油类或碳氢化合物。对于后者，EPCS会自动进行汽蚀余量校正。
3.2.3 物性数据来源
指出手工输入物性数据或从第三方软件导入物性数据。目前支持第三方软件HYSYS。注意：在从第三方软件导入数据后，如果不想再和其发生联系，可以重选择“手工输入”，原来导入的数据仍然会保留下来。
3.3 坐标系
EPCS使用一维坐标，用于计算静液柱产生的压力和度量安装高度。以被输送液体的液面为原点，方向和重力方向相反（朝上）。因此，如果安装高度Hg>0，泵体安装在被输送液体液面之上，反之泵安装在被输送液体液面之下。Hg是泵的最大安装高度，在实际安装中，安装高度可以小于Hg。
3.4 部分数据解释
1) 线速度U和流量Qr。只需要输入其中的一个，另一个会自动计算出来。由于管道输送液体时有线速度的限制，因此如果用户不能把握合适的流量，可以输入该管道合理的线速度，看看Qr如何，如果不满足，可以改变管内径d。
2) 扬程Hr和出口压力P2。只需要输入其中的一个，另一个会自动计算出来。输入最有把握的一个。
3) 水平管长L。即泵吸入管道中所有水平管道的长度总和，用于计算管道阻力。垂直管道的长度用安装高度Hg代替。在“校核型”计算中，Hg和阻力是隐函数关系，EPCS精确计算了它们。不必把其它管件的局部阻力计入L中。
4) 液面压力P0。被输送液体液面之上的压力，常常是液体容器中的压力。
5) 止逆阀个数。指吸入管道中止逆阀个数。如果Hg>0，常常在泵的吸入管道的入口需要安装底阀，否则开始时无法向吸入管道灌入液体。EPCS用止逆阀代替底阀计算局部阻力。其它阀门也按止逆阀计数，结果更保守。
6) 弯头个数。指吸入管道中的直角弯头个数，其它形式的弯头也按直角弯头计算，结果更保守。
3.5 菜单系统
快洁按钮菜单
下拉菜单
EPCS承袭维维软件的界面风格，菜单分为下拉菜单和快洁按钮菜单，二者功能相同，如图3-1所示。下面介绍几种主要的菜单。

图3-1 EPCS的菜单系统
3.5.1 文件菜单
如图3-1所示。
l 新建。新建立一个离心泵计算项目。EPCS是MDI程序，可以打开多个离心泵计算项目。
l 打开。打开一个已经存在的项目。
l 保存。保存当前项目，该项目以后可以通过“打开”操作重新计算。
l 另存为。更名当前项目并保存，更新的名称称为当前项目名称。原来的旧名称的项目不会改变。
l 存为模板。把当前的项目作为模板保存一份，但当前项目不变。新建立一个离心泵计算项目时使用模板以便迅速初始化一个项目。
l 关闭。关闭当前项目。关闭过程会提示用户保存更改了的数据。
l 退出。退出EPCS。退出过程会提示用户保存更改了的数据。
3.5.2 报表菜单
如图3-2所示。EPCS的报表是自动生成的，用户只需要输出它们即可。
l 保存报表。保存报表为Excel文件。
l 打印于览。EPCS可以直接打印报表，该操作预览打印效果。

图3-2报表菜单
l 打印报表。直接打印报表。
3.5.3 窗口菜单

图3-3窗口菜单
如图3-3所示，用于计算项目窗口管理。
l 平铺。把所有计算项目的窗口都平铺在可视区。
l 层叠。把所有计算项目的窗口层叠在可视区。
3.5.4 选项

图3-4 选项菜单
如图3-4所示。
l 更换示意图。示意图有几种底色，可以更换，以减轻眼睛疲劳。
示意图
l 更换背景。暂缺。

第四章 使用EPCS
4.1 从例子开始

图4-1 乙醇回收装置进料泵
先举一个例子。某乙醇回收系统使用常压蒸馏塔（P=100kP）回收乙醇。乙醇原料罐距离地面3m，塔进料位置距离地面15m，原料罐压力200kP。乙醇处理量50000kg/h，泡点进料，试选择进料泵。如图4-1所示。

物性数据如下：
泡点81.248℃
密度ρ=872.89kg/m3
粘度μ=0.4265cP
蒸汽压P=100kP

泵出口到塔之间的进料管道的压力损失取当量长度：2m，取泵出口压力：
P2 =（15+2）×872.89×9.8+100×1.03 Pa
=245.3×1.03 Pa
=245.4kPa
压力取20%的富裕量：
P2=245.4×1.2=300 kPa
体积流量Qr=50000/872.89=57.28m3/h
注意：泵在液面之下3m处，故安装高度Hg=-3m。
计算步骤如下：
l 启动EPCS。
l 新建一个计算项目，选择任一个模板。
l “计算类别”选择“设计型算法”。
l 输入以上数据，注意单位。

数据输入完毕后，立即得到计算结果，计算报告见附录1。现在摘录部分主要结果：
——————————————————————————————————————
泵规格（标）参数（计算值）：
汽蚀余量Δh0 4.0144954 m
允吸高度Hs0 5.95475 m
流量Q0 57.667936 m3/h
扬程H0 19.759754 m
轴功率N 5.1031731 kW
轴效率η0 59 %
叶轮形式 单吸叶轮

实选泵的主要参数：
制造厂 未知
类型 B型泵
型号 3B57A
流量 60.00 m3/h
扬程 30.00 m
转速 2900 转/分
轴功率 8.80 kW
电机功率 14 kW
轴效率 59.00 %
气蚀余量 m
允许吸上真空高度 6.40 m
叶轮外径 192 mm
叶轮形式 单吸
泵壳许用应力 kN/m2
结构形式
净重 116 kg
参考价格 元
——————————————————————————————————————
4.2 校核型计算
对一个已知离心泵（即知道参数或者规格）和流体物性数据，计算其是实际的流量Qr、扬程Hr、最大安装高度Hg和轴功率N等，看是否能够满足要求。
4.2.1 数据输入
l 物性数据、管路参数等，这些数据的背景色为黄色。
l “泵规格（标）参数”中的数据。这些数据的背景色为白色。可以从样本库中选择一个样本。方法是：转到“泵样本”页面上，选好样本，用鼠标点击对应的行，然后点击“选择样本”按钮。
4.2.2 计算结果
见屏幕和报表，不再赘述。
4.3 设计型计算
在“4.1 从例子开始”中已经列举了一个设计型计算的例子。
对一个已知离心泵（即知道参数或者规格）和流体物性、输送条件，计算其是标准的流量Q0、扬程H0和轴功率N等，并从样本库中选出合适的离心泵型号。
可以通过“泵样本库”页面中左边的目录决定在那个范围选择泵样本，即指定样本选择范围。方法很简单：用鼠标打开某个目录，选择范围自动限定在该目录及其子目录之下。打开目录时，一个“打开状态”的图标会显示在该目录的左边。这个功能非常有用，比如：用户只希望选择某个厂家的产品，此时打开该厂家的目录即可。EPCS使用专有的“数据库感知目录”管理样本库，使用户对样本库的维护、浏览特别方便，对全局一目了然。
注意：如果计算状态为“计算完成”，但选用泵型号却为“没有选到”，可能有两种情况：第一，数据输入错误，导致计算结果不合理。此时你应当检查一下数据的单位是否正确，数据是否不合理，等。第二，泵的样本库中样本太少。检查一下样本选择范围是否太小，可以通过改变样本选择范围（目录）解决问题，也可以扩充样本库。当然也可以根据“泵规格（标）参数”中的数据自行查阅其它的泵样本资料手工选择。
4.3.1 数据输入
l 物性数据、管路参数等，这些数据的背景色为黄色。
l 实际的流量Qr、扬程Hr、最大安装高度Hg等。这些数据的背景色为白色。
4.3.2 计算结果
见屏幕和报表，不再赘述。
4.4 样本库维护
EPCS带有泵样本数据库，不论是工业设计人员或者是制造商都将由此获益。样本数据库使设计人员能够自动选择合适的泵，使制造商更方便推销他们的产品。EPCS收集了部分常用泵样本，但它很不完全，用户需要随时扩充。
4.4.1 样本库编辑
缺省状态下，系统禁止编辑样本库，这是为了防止用户的操作失误。在“泵样本库”页面上，你可以看到按钮：“E 禁止编辑”。点击此按钮，它会在“E 禁止编辑”和“E 允许编辑”之间切换。图4-2是“E 禁止编辑”时的情形；图4-3是“E 允许编辑”时的情形。允许编辑时，系统使部分与编辑相关的按钮生效。
（1） 目录操作。
a) 打开（选择）该目录。要在某个目录下添加记录，方法是用鼠标单击该目录。打开的目录其右边的图标处于“开”状态。打开的目录也称为“当前目录”。
左右滑动条
b) 修改目录。和修改Windows系统的文件目录一样：先用鼠标点击一下目录的文字，稍候，再点击一下，就进入文字修改状态。修改完毕后，把鼠标移开。注意：当该目录下有记录时，请勿随便修改目录，因为修改目录后，你必须同时修改哪些记录的“制造厂、类型、型号”三个数据。目录一旦修改，对应的记录立刻看不见了，因为它们不再隶属于这个目录。但这些记录并未消失。打开总目录“产品样本目录”，可以找到它们，这时可以修改它们的“制造厂、类型、型号”三个数据。
当前目录下的记录
当前目录

图4-3 允许编辑

图4-2 禁止编辑
c) 创建目录。在目录上按下鼠标右键，会弹出一个菜单。上面有“添加同级目录”、“添加子目录”和“删除当前目录”等，只介绍这3个。所有操作都是相对于当前目录而言。
l 添加同级目录。添加的目录和当前目录处于同一级。新添加的同级目录其文本为“NewBrother”，用户可以修改。
l 添加子目录。添加的目录处于当前目录的下一级。新添加的子目录其文本为“NewChild”，用户可以修改。
l 删除当前目录。删除前，应当删除其中的记录。
（2） 记录操作
a) 添加记录。单击“+”添加。
b) 删除记录。单击“-”删除。系统会提示用户确认一次。
c) 复制记录。选择欲复制的记录，单击“C 复制记录”。新记录称为当前记录。
d) 修改记录。直接在记录上修改。
保存修改
复制
删除
添加
图4-4给出了这四种操作示意。
直接修改记录

图4-4 记录操作
（3） 保存修改。
单击“S保存修改”完成。只有保存修改，修改结果才能永久性有效。
4.5 结果输出
参阅“3.5.2 报表菜单”。

第五章 离心泵制造商与EPCS
5.1 制造商产品的技术推销和支持
在市场经济条件下，成功的商品不仅需要周密的商业推销运作，也需要技术手段的协助。广告是企业成功的主要因素之一，而技术支持服务却是广告的坚强后盾。对于离心泵制造商来说，EPCS兼备这二者。ECPS方便实用的工艺计算能力和对泵的型号的自选能力，决定了ECPS在设计领域广为传播，为设计师提供有力的技术支持。
当厂家的离心泵样本输入到EPCS后，它不仅随着EPCS在用户之间自然流传，而且在用户使用EPCS的过程中，这些样本会被EPCS自动选用。EPCS自动选用了某个离心泵的型号，比制造商苦口薄心的推销演说更具说服力。
5.2 制造商使用EPCS的策略
在EPCS中，泵样本的存放是按厂家分类存放的。EPCS开发者销售的EPCS普通版本中，样本库存放多少个厂家的泵样本。泵制造商可以通过一定渠道取得合法（非盗版）的EPCS，仅仅把自己的样本输入到样本库中，形成厂家专用的EPCS，然后把这套EPCS分发给自己的用户，以便取得竞争的优势。给用户发放EPCS软件，效果显然比厂家印刷的彩色样本效果好得多。这不仅提升了厂家的科技形象，也很受用户欢迎，因为EPCS能够为用户进行工艺设计计算。
EPCS普通版本征集制造商的泵样本，但是，把把多个厂家的样本都放进去了，ECPS在选择泵时，必然有多个竞争对手。
5.3 制造商利用EPCS的具体方案
l 第一个方案：定制专用EPCS。批量购买EPCS，把自己的样本输入后形成厂家专用的EPCS版本，散发给自己的用户。
l 第二个方案：加盟普通EPCS。把自己的样本提供给EPCS开发商，缴纳适量入库费用，样本由EPCS开发商输入到EPCS的普通版本中。

图5-1给出样本库的示例。这是天津市耐酸泵厂的耐酸泵样本在EPCS普通版本的样本库中。

图5-1 天津市耐酸泵厂泵样本库

附录一：Excel格式报表样例
离心泵计算系统专业版（EPCS Pro）计算报告
数据文件：Manual_1.pum

制表时间：2002-09-11 9:52:22

基本物性
泵工况（实）参数
序号
名称
数值
单位
序号
名称
数值
单位
1
物料类别
水或者稀水溶液

1
汽蚀余量Δhr
4.0144929
m
2
物性来源
手工输入

2
允吸高度Hsr
2.0355787
m
3
密度ρ
872.89
kg/m3
3
气蚀校正系数kdh
1
-
4
粘度μ
0.4265
cp
4
效率校正系数ky
0.8753025
-
5
饱和蒸汽压Pv
100
kPa
5
流量校正系数kq
0.99327294
-

6
扬程校正系数kh
0.97920303
-
管路参数
其它
序号
名称
数值
单位
序号
名称
数值
单位
1
管内径d
100
mm
1
线速度U
2.0258656
m/s
2
绝对粗糟度e
0.1
mm
2
流量Qr
57.28
m3/h
3
弯头个数n1
1
个
3
扬程Hr
19.348811
m
4
止逆阀个数n0
1
个
4
液面压力P0
150
kPa

5
入口压力P1
1.3701009
kg/cm2

6
出口压力P2
300
kPa

7
止逆阀阻力系数ζ0
2.4363311
-
泵规格（标）参数
8
弯头阻力系数ζ1
0.3754267
-
序号
名称
数值
单位
9
直管阻力系数λ
0.013615669
-
1
汽蚀余量Δh0
4.0144929
m
10
水平管长L
3.5
m
2
允吸高度Hs0
5.9547521
m
11
安装高度Hg
-3
m
3
流量Q0
57.667936
m3/h
12
轴功率N
5.1031731
kW
4
扬程H0
19.759754
m
13
轴效率ηr
51.642848
%
5
轴效率η0
59
%
14
计算类别
设计型

6
叶轮形式
单吸叶轮

15
计算状态
计算完成

实选泵的主要参数
1
制造厂
未知

11
轴效率
59.00
%
2
类型
B型泵

12
气蚀余量

m
3
型号
3B57A

13
允许吸上真空高度
06.40
m
4
入口管内径

mm
14
叶轮外径
192
mm
5
出口管内径

mm
15
叶轮形式
单吸

6
流量
0060.00
m3/h
16
泵壳许用应力

kN/m2
7
扬程
0030.00
m
17
结构形式

8
转速
2900
转/分
18
净重
116
kg
9
轴功率
008.80
kW
19
参考价格

元
10
电机功率
14
kW