油气管道弯头冲蚀仿真研究及影响因素分析

当管道中输送高速流动的油气时,受固体颗粒的冲蚀,常常导致管道弯头失效。从计算流体动力学的角度出发,应用Erosion/Corrosion Research Center冲蚀磨损模型对油气管道弯头的冲蚀进行模拟,并进一步分析了流体的流动状态及自身的微观属性。首先得出了颗粒直径、入口速度及质量流量分别对管道冲蚀速率的影响。其次根据仿真结果得出不同因素对油气管道弯头冲蚀速率影响程度不同,但它们所对应的最大冲蚀位置均集中于弯管外侧。其中固体颗粒直径在小于和大于800μm的情况下,得到的管道弯头冲蚀规律存在显著性差异。而入口速度和质量流量均对油气冲蚀速率具有正向促进作用,且入口速度对冲蚀速率的影响效果更为明显。     

基于弹簧刚度的直线筛动态特性分析

提出了一种便携式振动筛分装置,根据拉格朗日动力学理论,推导出了筛网振动的一般数学模型。引入了相对灵敏度概念,利用控制变量法分析直线筛振动高度和扭转角度对弹簧刚度的相对灵敏度。基于Solid Works和MATLAB软件的联合仿真,找到了此系统中弹簧刚度的有效取值范围;基于Solid Works和ADAMS软件的联合仿真,实现了筛网的变直线运动。通过调节弹簧刚度,实现了振动系统中相对不动点向出料口方向的移动,使筛网在入口处的振幅提高了约14%,从侧面验证了此筛分装置的可靠性,达到了设计和仿真的预期要求。     

一种管道机器人的自适应主动螺旋式驱动机理分析

对变径管道的机器人爬行工况进行分析,提出了一种由液压驱动的主动螺旋式自适应爬行结构。该驱动系统分别实现了驱动轮及其螺旋转角的三轴差速运动,并通过限流系统限制了驱动轮打滑和空转时的功率输出,使系统保持稳定的驱动力。提出了以系统内部压力感知机构运动的负载变化,并通过控制各驱动轮转角来调节整体负载能力的机理,实现了由传统驱动到螺旋式驱动的相互转化。最后通过虚拟样机技术对提出的负载调节和差速运动过程进行了数值模拟。