4.1管道机器人在直管内启动的流场分析

本部分边界条件设定如下表1。

表1  直管边界条件设置参数

Table 1  the parameters of straight pipe’s boundary conditions

4.1.1不同时刻速度场变化

机器人速度场每时刻的分布很平均，0s—1.7s机器人处于加速状态，1.7s时，速度基本稳定在10m/s左右。由于工作介质为超稠油粘度很高，导致层流现象明显。导轮和管壁出现间隙，靠近管壁部分速度小，靠近机器人机体部分速度大，导致机器人后部出现梯形速度变化趋势。

对比图2与图3可知，含机器人的流场速度在机器人启动初期速度略低于无机器人流场，随着机器人的速度的增加，管内流场速度逐渐恢复层流特征，其速度基本等于无机器人管道内流场速度。该现象是由于机器人在启动过程中，与流场发生了动量转换，致使管道内流场速度偏低。