摘要：本文将传统脉动热管的蒸发段U形弯头采用成肘形,绝热段采用为部分渐变过渡结构,设计出一种新型变管径脉动热管。采用数值模拟方法对新型脉动热管气液两相特征、工质流速及热阻进行分析。研究表明:新型脉动热管内部工质脉动速度更快,充液率为70%时较传统脉动热管工质脉动速度最快,新型脉动热管具有更小的热阻,加热功率35.77 W时,较传统脉动热管热阻减小32%。同时,热管温度曲线变化与加热功率之间存在一定规律,根据启动阶段过渡到稳态阶段的温度曲线变化差异,将温度曲线分为过阻尼型、欠阻尼型和暂态型。

摘要：为了探究变管径结构对脉动热管传热性能及传热极限的影响,以水为工质,在不同加热功率、不同充液率工况下,对变管径单回路脉动热管传热特性进行了数值模拟,研究了变管径结构对温度特性、传热热阻及传热极限功率的影响规律,并与常规脉动热管进行了对比分析。研究结果表明:变管径热管在脉动过程中的脉动振幅较小,具有良好的均温性。变管径结构的设计有利于降低单回路脉动热管的热阻,提高其稳定运行时的脉动频率,随着充液率的增加,该优势更加明显。另外,使用变管径结构可以增加脉动热管内液膜的再湿润程度,从而提高脉动热管的传热极限。

摘要：为提高伸缩式管道机器人的负载能力,研制一种基于凸轮自锁原理的伸缩式管道机器人,牵引力不受限于某一固定摩擦力,可随外载荷的增大而增大。应用分析力学原理导出单向锁止机构各参数应满足的关系式,并给出可适应管径变化的凸轮轮廓设计方法,计算出移动机构系统的响应时间,提出一套系统的管道机器人设计理论方法。利用提出的设计方法研制试验样机,并在管道中成功进行一系列试验。研究成果提升了伸缩式管道机器人的负载能力与管道适应性,完善了基于自锁原理伸缩式管道机器人的设计理论。

摘要：笔者在分析管道机器人国内外发展现状基础上,针对管道机器人对不同管径需求,提出了一种双履带式可变径管道机器人的总体方案。设计了机器人的驱动装置、直径调节机构等关键部件,并设计了机器人的控制系统,该控制系统上采用了上、下位机控制结构,通过手动和自动2种控制模式,实现机器人无级调速、前进、后退、转弯和图像信息采集等功能。研究结果为可变径管道机器人的实用化开发奠定了基础。