压电往复泵的空化现象抑制研究
发布时间：2021-04-23 22:43
压电往复泵是利用压电材料作为能量转换器件带动泵腔体积往复变化的流体传输装置。目前压电往复泵的实际输出功率和工作效率普遍偏低,不能充分发挥压电材料在高频下工作时功率密度高的优势。造成这一现象的主要原因是在高频工作时压电往复泵中会产生空化现象。为了解决这一问题,本论文结合压电往复泵中液体工作状态,从典型压电往复泵的工作原理出发,分别从改变进出水阀分布,改善单向阀工作状况,降低进出水管中惯性质量这三个方面对空化现象的抑制进行了研究。当流场中的压力低于饱和蒸汽压时,液体介质会发生空化现象。空化气泡和空穴的存在使压电往复泵的工作性能和使用寿命大大降低,甚至无法正常工作,这已经成为压电往复泵研究中的一个难题。为了抑制压电往复泵在常压工作时泵腔内空化现象,提出了一种通过增加进水单向阀的数量来抑制空化效应的新方法。仿真和实验结果表明,当进出阀的比例为6:2时,吸入阶段工作时泵腔内的压力高于饱和蒸汽压力,达到抑制空化产生和改善泵的工作效率的目的。同时在研究中发现,在压电往复泵的吸入阶段,单向阀处也易于产生空化现象。研究了一种带阻挡部件的聚二甲基硅氧烷（PDMS）单向阀,可以改进原阀中存在阀膜变形问题,从...
【文章来源】：中国科学技术大学安徽省 211工程院校 985工程院校
【文章页数】：117 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第1章 绪论
1.1 引言
1.2 压电泵的研究现状及应用
1.3 压电泵的分类
1.4 压电泵中空化现象研究现状
1.5 本文的研究目的和创新性
1.6 本论文的主要内容和结构安排
第2章 压电往复泵空化现象的理论基础
2.1 压电往复泵的工作原理及关键参数
2.1.1 流量
2.1.2 压力
2.1.3 吸入能力
2.2 泵中空化现象的分析
2.2.1 空化现象的理论分析
2.2.2 空化状态的判断
2.2.3 空穴分类
2.2.4 空化气泡数学模型
2.3 测试用压电往复泵的设计及工作原理
2.3.1 测试用压电往复泵的结构设计
2.3.2 压电往复泵测试平台的设计
2.3.3 测试用压电往复工作原理
2.4 本章小结
第3章 常压下压电往复泵空化缓解措施
3.1 简介
3.2 压电往复泵中的微阀
3.3 压电往复泵中产生空化现象的条件
3.4 压电往复泵中压力的仿真
3.4.1 压电往复泵的泵腔在吸入阶段的压力仿真
3.4.2 压电往复泵中单向阀处压力在吸入阶段的仿真
3.5 带阻挡部件的单向阀的机构分析和设计
3.5.1 基本PDMS单向阀的结构
3.5.2 单向阀膜变形的COMSOL仿真
3.5.3 单向阀变形的理论分析
3.5.4 改进单向阀的设计
3.6 测试用压电往复泵以及测试平台
3.6.1 测试泵的结构
3.6.2 测试平台的搭建
3.7 增加进水阀数量抑制泵腔空化的实验结果和讨论
3.8 改进PDMS单向阀对阀处空化抑制的实验结果和分析
3.9 本章小结
第4章 振动滤波器抑制空化分析
4.1 简介
4.2 可变形的弹性腔机构对空化的抑制
4.2.1 吸水阶段吸水管及泵中空化分析
4.2.2 设计弹性腔结构抑制泵中空化产生
4.2.3 弹性腔的设计调研
4.3 振动滤波器在高压压电往复泵中应用的理论分析
4.4 液体在压电液压系统高频工作时的惯性质量影响
4.4.1 振动滤波器在压电液压系统中的应用
4.4.2 液压系统中的振动滤波器基本原理
4.5 振动滤波器的具体分析
4.5.1 采用传统结构的振动滤波器
4.5.2 附壁式振动滤波器
4.6 本章小结
第5章 振动滤波器在压电往复泵中应用的实验验证
5.1 引言
5.2 振动滤波器仿真
5.2.1 对进出水管进行建模
5.2.2 仿真结果及分析
5.3 振动滤波器损耗的计算
5.4 振动滤波器实验测试平台
5.5 实验结果分析
5.6 本章小结
第6章 总结与展望
6.1 工作总结
6.2 研究展望
参考文献
致谢
在读期间发表的学术论文与取得的研究成果
本文编号：3156177
【文章来源】：中国科学技术大学安徽省 211工程院校 985工程院校
【文章页数】：117 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第1章 绪论
1.1 引言
1.2 压电泵的研究现状及应用
1.3 压电泵的分类
1.4 压电泵中空化现象研究现状
1.5 本文的研究目的和创新性
1.6 本论文的主要内容和结构安排
第2章 压电往复泵空化现象的理论基础
2.1 压电往复泵的工作原理及关键参数
2.1.1 流量
2.1.2 压力
2.1.3 吸入能力
2.2 泵中空化现象的分析
2.2.1 空化现象的理论分析
2.2.2 空化状态的判断
2.2.3 空穴分类
2.2.4 空化气泡数学模型
2.3 测试用压电往复泵的设计及工作原理
2.3.1 测试用压电往复泵的结构设计
2.3.2 压电往复泵测试平台的设计
2.3.3 测试用压电往复工作原理
2.4 本章小结
第3章 常压下压电往复泵空化缓解措施
3.1 简介
3.2 压电往复泵中的微阀
3.3 压电往复泵中产生空化现象的条件
3.4 压电往复泵中压力的仿真
3.4.1 压电往复泵的泵腔在吸入阶段的压力仿真
3.4.2 压电往复泵中单向阀处压力在吸入阶段的仿真
3.5 带阻挡部件的单向阀的机构分析和设计
3.5.1 基本PDMS单向阀的结构
3.5.2 单向阀膜变形的COMSOL仿真
3.5.3 单向阀变形的理论分析
3.5.4 改进单向阀的设计
3.6 测试用压电往复泵以及测试平台
3.6.1 测试泵的结构
3.6.2 测试平台的搭建
3.7 增加进水阀数量抑制泵腔空化的实验结果和讨论
3.8 改进PDMS单向阀对阀处空化抑制的实验结果和分析
3.9 本章小结
第4章 振动滤波器抑制空化分析
4.1 简介
4.2 可变形的弹性腔机构对空化的抑制
4.2.1 吸水阶段吸水管及泵中空化分析
4.2.2 设计弹性腔结构抑制泵中空化产生
4.2.3 弹性腔的设计调研
4.3 振动滤波器在高压压电往复泵中应用的理论分析
4.4 液体在压电液压系统高频工作时的惯性质量影响
4.4.1 振动滤波器在压电液压系统中的应用
4.4.2 液压系统中的振动滤波器基本原理
4.5 振动滤波器的具体分析
4.5.1 采用传统结构的振动滤波器
4.5.2 附壁式振动滤波器
4.6 本章小结
第5章 振动滤波器在压电往复泵中应用的实验验证
5.1 引言
5.2 振动滤波器仿真
5.2.1 对进出水管进行建模
5.2.2 仿真结果及分析
5.3 振动滤波器损耗的计算
5.4 振动滤波器实验测试平台
5.5 实验结果分析
5.6 本章小结
第6章 总结与展望
6.1 工作总结
6.2 研究展望
参考文献
致谢
在读期间发表的学术论文与取得的研究成果
本文编号：3156177
本文链接：https://www.wllwen.com/jixiegongchenglunwen/3156177.html
