Скачать программу EPANET бесплатно на русском языке

Системные требования

Возможности программы

Построение схемы и настройка объектов

Узлы водоразбора содержат отметку высоты и величину базового потребления. Для них задают временные шаблоны и дополнительные категории водопотребления. Резервуары представляют источники с заданным напором, а баки моделируют накопление воды с изменением уровня. Такое разделение важно для систем, в которых режим определяется одновременно поступлением воды, распределением потребителей и работой накопительных емкостей.

Трубы описываются длиной, диаметром и коэффициентом шероховатости. Кроме того, модель учитывает местные потери напора на соединениях и арматуре. Для корректной связи между объектами важны направление соединения и тип линии. Подбор этих параметров влияет на вычисляемую скорость потока и распределение напоров; схема с одинаковыми визуальными линиями может давать разные результаты из-за отличающихся гидравлических характеристик.

Для напорного оборудования предусмотрены насосы с заданными рабочими характеристиками и режимами скорости вращения. Клапаны моделируют регулирование давления и расхода, а также другие условия пропуска воды. Отдельные элементы сети могут иметь фиксированное состояние или изменять его по расписанию и управляющим правилам. Это позволяет описывать не только геометрию трубопровода, но и его эксплуатационную логику.

• Узлы соединения с отметками высоты, водопотреблением и дополнительными категориями расхода.
• Трубопроводы с длиной, диаметром, шероховатостью и местными гидравлическими сопротивлениями.
• Насосы, регулирующие клапаны, резервуары и накопительные баки.
• Временные шаблоны, рабочие характеристики оборудования и управляющие правила.

Гидравлический расчет распределительной сети

Для расчета потерь напора доступны формулы Хейзена — Уильямса, Дарси — Вейсбаха и Шези — Маннинга. Важна не только смена названия метода: коэффициент шероховатости трактуется в этих формулах по-разному, поэтому при переключении необходимо согласовать исходные параметры труб. Программа также учитывает местные потери на фитингах и других сопротивлениях, что помогает точнее описывать конфигурацию реальной сети.

В модели поддерживаются два подхода к учету потребления. В режиме Demand Driven Analysis расчет исходит из заданного полного водоразбора в узлах. В режиме Pressure Driven Analysis фактически обеспеченный расход зависит от доступного давления. Для второго варианта задают минимальное и требуемое давление, а также показатель зависимости расхода. Этот инструмент особенно важен для анализа режимов, при которых отдельным потребителям не хватает напора.

Расчетный модуль содержит параметры сходимости, ограничение числа итераций и дополнительные условия точности. После выполнения анализа можно изучить диагностические сведения о состоянии сети и проблемах вычисления. Наличие таких настроек отличает гидравлическое моделирование от обычного черчения: успешное завершение расчета зависит от согласованности исходных данных, состояния оборудования и выбранных вычислительных условий.

Моделирование качества воды

Помимо гидравлики программа рассчитывает перенос показателей качества вместе с водой. В стандартном режиме можно отслеживать концентрацию одного вещества, например остаточного дезинфектанта, на протяжении выбранного периода. На результат влияют направление потока, время пребывания воды в сети, свойства трубопроводов и условия в резервуарах. Эти данные помогают анализировать изменение качества воды между источником и точками водоразбора.

Отдельный расчет посвящен возрасту воды — времени, прошедшему с момента ее поступления в систему. Показатель полезен при оценке участков с медленным водообменом и длительным хранением в баках. Также предусмотрено определение доли воды, поступившей из выбранного источника. В сложных распределительных сетях это помогает установить, какие районы сильнее зависят от конкретного водозабора или резервуара.

Для химических веществ задают реакции в объеме жидкости и на стенках труб. Программа учитывает изменение концентрации по мере перемещения потока и пребывания в системе. В моделях баков используются разные схемы смешивания: полное перемешивание, вытеснение и двухзонный подход. Выбор параметров реакции и перемешивания существенно влияет на прогноз распределения веществ, поэтому расчет качества нельзя свести только к окрашиванию схемы по концентрации.

Временные сценарии и управление

EPANET выполняет моделирование на протяжении заданного интервала, а не только расчет одного статического состояния. В настройках задают продолжительность, гидравлический шаг, шаг расчета качества, интервал обновления шаблонов и частоту вывода результатов. Гибкая временная сетка нужна для исследования систем, в которых потребление и работа оборудования меняются с разной периодичностью.

Простое управление позволяет включать и отключать элементы в определенное время либо при достижении уровня воды в баке. Расширенные правила используют проверку условий и действия над выбранными насосами и клапанами. За счет этого моделируются рабочие сценарии, связанные с наполнением резервуаров, переключением насосов и поддержанием давления. Полученная последовательность состояний учитывается расчетным модулем на соответствующих шагах.

Карта, графики и отчеты

Основной способ просмотра результатов — карта сети с цветовой индикацией. Пользователь выбирает параметр для узлов или линий, а легенда показывает диапазоны значений. При переходе к другому моменту времени окраска элементов обновляется. Это удобно для обнаружения зон с пониженным давлением, ветвей с большой скоростью потока и участков, где концентрация вещества выходит за выбранный диапазон.

На карте предусмотрен поиск объектов по условиям. Например, можно выделить узлы с давлением ниже заданного порога или трубопроводы, скорость в которых превышает установленное значение. Отбор обновляется при смене расчетного времени. В больших проектах такой способ сокращает время на просмотр каждого элемента по отдельности и помогает сосредоточиться на тех участках сети, которые нуждаются в анализе.

Для исследования динамики доступны графики временных рядов. Они показывают изменение выбранного показателя в конкретном узле или трубопроводе за весь расчетный период. Продольные профили отображают зависимость величины от расстояния вдоль выбранной последовательности узлов. Контурные графики показывают распределение показателя по карте, а частотные — распределение значений по объектам сети.

Схему можно распечатать, перенести в буфер обмена Windows или сохранить как DXF либо метафайл Windows. Для графиков предусмотрены печать, копирование и сохранение данных. При этом DXF здесь служит способом передачи плоской схемы, а не экспортом полноценной трехмерной модели здания. Для оформления строительной документации и архитектурных планов используются другие приложения, в том числе средства для проектирования дома.

Проекты, форматы и расширение расчетов

EPANET сохраняет расчетную модель в собственном формате проекта, который содержит сеть и ее настройки. Для обмена предусмотрен текстовый формат INP: в нем описываются секции узлов, труб, оборудования, временных шаблонов, параметров качества и управления. Текстовое представление полезно для изучения структуры исходных данных и переноса моделей между инструментами, поддерживающими совместимый формат.

Для автоматизации и встраивания расчетного движка EPA публикует EPANET Programmer’s Toolkit. Это отдельный набор программных средств для разработчиков, а не графическая команда в окне проектировщика. Также отдельно распространяются EPANET-MSX для многокомпонентного моделирования качества воды и EPANET-RTX для задач реального времени. Их наличие расширяет экосистему, но не превращает базовую программу в универсальный комплекс проектирования всех инженерных систем.

EPANET доступен для свободного копирования и распространения. Открытая кодовая база EPANET 2.2 опубликована в репозитории EPA с лицензией MIT. Доступ к исходному коду позволяет специалистам разрабатывать собственные инструменты, изучать вычислительную часть и использовать проект в исследовательских задачах. Для обычного пользователя главное преимущество заключается в доступности расчетного приложения без покупки коммерческой лицензии.

Плюсы программы:

• Подробный расчет расхода, давления, скорости потока и потерь напора в водопроводной сети.
• Поддержка моделирования качества воды, ее возраста и происхождения от выбранного источника.
• Графический редактор сети с наглядными картами, легендами, таблицами и временными графиками.
• Модели насосов, клапанов, накопительных баков, режимов управления и энергетических затрат.
• Текстовый формат INP для обмена исходными моделями и возможность экспорта карты в DXF.
• Свободное распространение приложения и открытый исходный код EPANET 2.2.

Минусы:

• Специализация на напорных водопроводных сетях; для самотечной канализации и ливневого стока применяют иные расчетные модели.
• Вместо трехмерной модели дома программа использует плоскую расчетную карту узлов и трубопроводов.
• Для достоверного расчета нужны инженерные исходные данные и понимание гидравлики; визуальной схемы недостаточно.
• Многокомпонентное моделирование качества воды и анализ в реальном времени вынесены в отдельные расширения.