基于数值模拟的三通扩散/收缩管无阀压电泵设计及性能研究

发布时间：2021-08-25 13:21

　　无阀压电泵是利用压电材料的逆压电效应制成的压电振子的机械振动实现流体输送,且泵体中没有可动阀体,结构简单,易于加工和微型化,可用作微流体系统的流体驱动部件,在航空航天、医疗器械、生物基因工程等领域具有广泛的应用前景。本文首先对压电振子和无阀压电泵的工作原理进行介绍,以扩散/收缩管无阀压电泵为例,对扩散/收缩管中的流动情况进行理论分析,得到了流管的流动特性;分析泵内的流动情况,得到其流量和容积效率的计算表达式。针对传统扩散/收缩管无阀压电泵容积效率低,流量小,无法满足小体积大流量应用要求的缺点,本文提出一种新型的三通扩散/收缩管无阀压电泵,该泵是对传统扩散/收缩管无阀压电泵的改进设计。应用数值计算方法对三通扩散/收缩管和传统扩散/收缩管中流动进行对比,结果表明与传统扩散/收缩管相比,三通扩散/收缩管反向流阻系数与正向流阻系数比值λ较高,可提高无阀压电泵的容积效率。利用数值计算方法分析不同雷诺数下三通扩散/收缩管的几个重要的结构参数（汇流管管口圆角半径、分流管长度、分流管夹角角度、分流管锥角角度和分流管宽度）对流管流阻的影响,为三通扩散/收缩管的优化设计提供参考依据。压电泵运行涉及电场、应... 

【文章来源】：江苏大学江苏省

【文章页数】：71 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

Wallmark等研制的三阀压电式蠕动泵结构图

口口口团团f，’，’，‘，‘，，从l，，‘，’，?’.，，l{l，‘，’，’，‘，，’，‘，}}}日日属习 习 6543721图1一 4H.Q.Li等制作的压电叠堆式有阀压电泵结构图2004年，美国佛罗里达大学的Bou制作了一种大流量，高频率的叠堆式有阀压电泵〔‘9一，月，其泵结构和集成微阀结构如图1一5所示，该泵使用了一种高跟从率的被动阀，其集成微阀由80个微小的单向阀构成，单向阀结构如图1一6所示，这种微小的整体开启式单向阀结构可大幅提高压电泵的工作频率。试验表明

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【参考文献】：
期刊论文
[1]“V”型管无阀压电泵用双压电复合振子的振动性能分析[J]. 张睿,何秀华,蒋权英,杨嵩,邓许连.  液压与气动. 2009(02)
[2]基于MEMS的压电微泵建模与优化[J]. 崔琦峰,刘成良,查选芳.  机械工程学报. 2008(12)
[3]无阀压电微流体泵工作特性与结构参数[J]. 鲁立君,吴健康.  机械工程学报. 2008(11)
[4]“V”形无阀压电泵理论分析与数值模拟[J]. 何秀华,张睿.  排灌机械. 2008(04)
[5]电动泵技术研究进展[J]. 马继平,陈令新,关亚风.  化学进展. 2007(11)
[6]“Y”形流管无阀压电泵振动分析及泵流量计算[J]. 张建辉,黎毅力,夏齐霄,路计庄.  光学精密工程. 2007(06)
[7]微流体控制系统研究及其应用前景[J]. 车志刚,熊良才,龙芋宏,史铁林.  流体机械. 2006(12)
[8]压电微流体泵液-固耦合系统流动特性[J]. 鲁立君,吴健康.  水动力学研究与进展（A辑）. 2006(04)
[9]生物芯片压电微流体泵液-固耦合系统模态分析[J]. 鲁立君,吴健康.  固体力学学报. 2005(04)
[10]压电泵技术的发展及其应用[J]. 焦小卫,黄卫清,赵淳生.  微电机(伺服技术). 2005(05)

博士论文
[1]基于MEMS的无阀泵数值仿真与实验研究[D]. 白兰.中国科学院研究生院（长春光学精密机械与物理研究所） 2005



本文编号：3362191