泽工智享 | 基于FloTides的高温水系统的管网建模
高温水系统是一种利用温度较高的热水作为热媒，通过循环流动来传递热量的系统。其基本原理是利用锅炉、热泵等设备将水加热至高温，然后通过管道将热水输送到各个用热终端，如散热器、换热器等，热水在终端设备中释放热量，自身温度降低后，再返回热源处重新加热，如此循环往复，实现热量的持续传递。
高温水系统管网模型是一种用于模拟和分析高温水在管网系统中流动和热交换特性的数学模型。这种模型通常用于集中供热、工业生产、热电联产等领域。在这些系统中，高温水的流动特性对于系统的性能和效率至关重要。
2.1 软件概述
FloTides（简称FT）是一款由太泽科技自主开发的软件，专注于复杂热流体网络系统的建模、仿真与优化。它能够对流体流量、温度、压力、组分等进行稳态和瞬态分析，并模拟流固耦合传热现象。该软件适用于核电、能源、化工、航空、航天、船舶、汽车等多个行业，旨在打破欧美技术封锁，为高端制造业提供强有力的支持。
软件界面分为快捷操作栏、元件库、拖放式建模界面、悬浮工具栏及消息提示栏。
快捷操作栏从左至右依次为文件管理，视图，系统设置，求解器设置，工具，输出，数据库，UDF，系统选项，窗口，帮助。
软件中所有的元件的缩略图展示在软件左侧的元件库栏中，用户可根据自己的需要进行元件的选择，同时为了方便用户进行选择，元件库按照元件种类及计算标准等分类标准对元件进行了分类。
右击建模界面空白处，即可查看快捷工具栏。
消息提示栏显示在软件整体界面的最下方，消息提示栏显示算例名称，算例保存用户名称，算例创建时间等信息，在建模、计算等过程中，命令行窗口会打印建模信息，求解迭代信息，错误提示信息等。
元件库、流体库、数据库，为专业设计分析提供底层技术支撑。
元件库涵盖各类常用元件：阀门、管件、换热器、动力元件、阻力元件、末端装置、容器等。
流体库满足各种常见应用场景，具备硼酸、空气、氮/氮气、氧气、二氧化碳、一氧化碳、氢、氦和水等常用工质。集成了NIST物性库，可以对200多种流体进行真实物性计算。NIST物性库还可以对这200多种不同流体进行任意混合，形成各种混合气并对其热力学性能进行计算。
数据库是软件系统中不可或缺的一部分，它提供了数据增、删、改、查等基本操作功能，确保了数据管理的灵活性和高效性。通过这些操作，用户可以轻松地对数据库中的数据进行维护和更新。
此外，内嵌数据库还支持数据的图形化展示，使得数据的分析和理解更为直观和便捷。它作为元件库、物性库、算例库的底层技术支撑，为这些库提供了坚实的数据基础。为了满足不同用户的需求，数据库设计允许根据需要扩增字段，例如可以添加测试与试验数据库，以记录和分析元件的测试结果和性能数据。
同时，也可以增加与流动或传热无关的元件属性，如厂家、型号、重量等信息，从而丰富数据库的内容，为用户提供更全面的元件信息。这种可扩展性使得数据库能够适应各种特定的应用场景和需求。
FloTides系统模型图
上图展示了高温水系统的模型及其计算结果。与某热流体管网仿真软件A相比，FloTides 的计算偏差不超过3%，充分验证了其计算精度。
通过对高温水在管网中的流动与热交换过程进行精确模拟，高温水系统管网模型在提升能效、优化设计、保障运行、辅助决策和推动智能化升级等方面发挥着重要作用。
该模型能够帮助工程师和管理者深入了解系统运行的内在规律，从而实现对高温水系统的全面掌控和高效运作，对于推动能源的合理利用、降低能源消耗、减少环境污染以及保障系统的稳定运行具有至关重要的意义。