發(fā)布時間：2021-05-20 10:29

　　國際熱核聚變實驗堆（ITER）是以磁約束的方式實現(xiàn)受控核聚變的反應堆。針對ITER真空室第一壁檢測的任務需求，以及ITER真空室高溫真空強磁的復雜環(huán)境，論文提出了機械臂在高溫（120℃）環(huán)境中工作的解決方案，設計了一套集成于機械臂的冷卻系統(tǒng)。論文首先設計了雙目相機關(guān)節(jié)實驗，從理論分析和實驗驗證兩個方面探究關(guān)節(jié)中冷卻結(jié)構(gòu)傳熱的過程，設計分析了在特定環(huán)境中，冷卻回路進出口水溫與回路中冷卻水流量的關(guān)系。在雙目相機關(guān)節(jié)的基礎(chǔ)上，論文設計了高溫機械臂冷卻回路結(jié)構(gòu)，并對回路中需要的儀表、散熱水箱進行選型和設計。而且從理論上分析了在一定管路進出口水溫下，整個冷卻系統(tǒng)回路中的水流量，以及為維持冷卻系統(tǒng)的熱量平衡，散熱水箱所處的環(huán)境溫度。另外在保證冷卻系統(tǒng)冷卻效果的基礎(chǔ)上，論文對冷卻結(jié)構(gòu)進行了優(yōu)化設計，以使整個高溫機械臂具有最小的自身負載。再次，論文設計了冷卻控制系統(tǒng)，實現(xiàn)在特定工作點附近以機械臂中電子元器件的直接工作環(huán)境溫度為反饋的冷卻回路水流量自動控制。為了能夠?qū)崟r檢測冷卻系統(tǒng)的工作狀態(tài)，冷卻控制系統(tǒng)中集成了冷卻回路參數(shù)監(jiān)測及報警功能。最后，在解決高溫問題的基礎(chǔ)上，論文探索了高溫真空強磁耦合環(huán)境中機... 

【文章來源】：上海交通大學上海市 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：103 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
第一章 緒論
    1.1 課題來源
    1.2 課題背景
    1.3 工業(yè)設備冷卻技術(shù)探究
        1.3.1 壓縮式電冰箱制冷系統(tǒng)
        1.3.2 汽車發(fā)動機水冷系統(tǒng)
    1.4 AIA 冷卻技術(shù)探究
    1.5 課題研究內(nèi)容
    1.6 本章小結(jié)
第二章 高溫機械臂冷卻系統(tǒng)方案設計
    2.1 高溫機械臂冷卻系統(tǒng)設計要求
    2.2 冷卻回路設計要素
        2.2.1 冷卻介質(zhì)
        2.2.2 傳熱結(jié)構(gòu)
        2.2.3 冷卻介質(zhì)傳輸結(jié)構(gòu)
    2.3 高溫機械臂冷卻系統(tǒng)方案設計
        2.3.1 冷卻回路結(jié)構(gòu)方案設計
        2.3.2 冷卻控制系統(tǒng)方案設計
    2.4 本章小結(jié)
第三章 雙目相機關(guān)節(jié)高溫實驗設計及分析
    3.1 傳熱學理論知識
        3.1.1 熱傳導過程數(shù)學描述
        3.1.2 管內(nèi)受迫對流換熱準則關(guān)聯(lián)式
    3.2 雙目相機關(guān)節(jié)高溫實驗設計
        3.2.1 實驗概況
        3.2.2 雙目相機關(guān)節(jié)冷卻結(jié)構(gòu)設計及冷卻參數(shù)選擇
        3.2.3 雙目相機關(guān)機運動控制及溫度采集
    3.3 雙目相機關(guān)節(jié)高溫實驗分析
        3.3.1 雙目相機關(guān)節(jié)高溫實驗結(jié)果
        3.3.2 基于簡化模型的相機保護罩傳熱分析
        3.3.3 基于有限元的相機保護罩傳熱分析
    3.4 本章小結(jié)
第四章 高溫機械臂冷卻回路設計及優(yōu)化
    4.1 機械臂內(nèi)冷卻回路設計
    4.2 機械臂外冷卻回路設計
        4.2.1 冷卻水循環(huán)參數(shù)計算及管路部件選擇
        4.2.2 散熱水箱的設計及計算
    4.3 基于有限差分和隨機方向搜索的保護罩優(yōu)化
        4.3.1 有限差分傳熱數(shù)值解法
        4.3.2 隨機方向搜索法
        4.3.3 保護罩結(jié)構(gòu)優(yōu)化
        4.3.4 雙目相機保護罩結(jié)構(gòu)優(yōu)化
    4.4 本章小結(jié)
第五章 高溫機械臂冷卻控制系統(tǒng)設計
    5.1 水泵流量自動控制
        5.1.1 保護罩密封環(huán)境溫度控制數(shù)學模型
        5.1.2 水泵流量調(diào)節(jié)方法
        5.1.3 水泵流量自動控制
        5.1.4 預判斷溫度控制
    5.2 冷卻回路參數(shù)監(jiān)測及報警
        5.2.1 流量、壓力傳感器
        5.2.2 冷卻控制系統(tǒng)電氣電路
        5.2.3 冷卻回路參數(shù)監(jiān)測和報警控制流程
    5.3 高溫機械臂冷卻控制系統(tǒng)人機界面設計
    5.4 本章小結(jié)
第六章 高溫真空強磁環(huán)境機械臂解決方案探索
    6.1 真空環(huán)境及解決方案
    6.2 強磁環(huán)境及解決方案
    6.3 高溫真空強磁耦合環(huán)境模塊解決方案
    6.4 本章小結(jié)
第七章 總結(jié)及展望
    7.1 總結(jié)
    7.2 展望
參考文獻
致謝
攻讀學位期間的學術(shù)成果


【參考文獻】：
期刊論文
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[2]可控核聚變與國際熱核實驗堆（ITER）計劃[J]. 馮開明.  中國核電. 2009(03)
[3]基于PLC和變頻調(diào)速的恒壓供水系統(tǒng)設計[J]. 路野,周朝暉.  計算機與數(shù)字工程. 2009(01)
[4]國際核能應用及其前景展望與我國核電的發(fā)展[J]. 歐陽予,汪達升.  華北電力大學學報(自然科學版). 2007(05)
[5]水冷壁氣化爐溫度分布及影響因素分析[J]. 段合龍,貢文政,梁欽鋒,劉海峰,王輔臣,于遵宏.  化學工程. 2007(08)
[6]變頻調(diào)速技術(shù)應用與水泵流量調(diào)節(jié)[J]. 王廣云,賈玉景.  煤礦機械. 2007(01)
[7]我國核裂變能可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略研究[J]. 顧忠茂,王乃彥.  中國能源. 2005(11)
[8]水泵調(diào)速及其控制技術(shù)的應用研究[J]. 梁相欽,宛如意.  給水排水. 2004(09)
[9]基于相似理論的無刷伺服電機發(fā)熱預測及應用[J]. 陳英俊,謝運祥.  微電機(伺服技術(shù)). 2003(03)
[10]水泵調(diào)速與循環(huán)水處理系統(tǒng)水量平衡[J]. 張新喜,桂光偉.  冶金動力. 2000(02)

碩士論文
[1]發(fā)動機冷卻系統(tǒng)的研究與優(yōu)化設計[D]. 黃暉.山東大學 2005



本文編號：3197602