微小型粘性泵的内部流动基础研究

发布时间：2020-12-27 08:55

　　70 年代中期,美国在研制微型传感器时,首次使用了“微型机械”一词,微型机械是特征尺度在毫米、微米量级的机械。80 年代后期,微型机械技术与微电子控制技术相结合,诞生了微电子机械系统(MEMS),微流动系统是 MEMS 的一个重要分支,近年来已经成为热门的研究领域。作为一个重要的微流动系统的执行器件,微小型泵是其发展水平的重要标志。近十几年来,微小型泵的制造技术有了很快的发展,目前虽然有多种微小型泵已经投入运行,然而大多数研究只是集中在微小型泵的制造工艺及驱动方式上,研究人员对其内部的流动规律的认识还处于相对落后的阶段。只有对微小型泵的内部流动规律进行深入的研究,才能更好的实现微小型泵的性能预测和优化设计。本文制作加工了两种不同尺寸的微小型粘性泵,并设计了整个试验系统。利用 PIV(Particle Image Velocimetry)技术对粘性泵的内部流动进行了可视化测量,对采集到的数据进行进一步地分析得到了粘性泵的内部流线分布、出口端面的速度分布,以及出口端面的平均速度与体积流量随着试验参数变化而变化的规律,对粘性泵的内部流动特性进行了比较深入地研究探讨。进行试验之外,本文还以粘性... 

【文章来源】：清华大学北京市 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：75 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
第1章 引言
    1.1 微小型泵的发展现状
    1.2 本文的主要研究工作
第2章 微小型粘性泵与试验系统简介
    2.1 微小型粘性泵
    2.2 试验系统
        2.2.1 控制部分
        2.2.2 测量采集系统
第3章 微小型粘性泵的PIV 试验研究
    3.1 PIV 试验测量方法及步骤
    3.2 试验测量区域
    3.3 大尺寸粘性泵的试验结果及分析
    3.4 小尺寸粘性泵的试验结果及分析
    3.5 本章小结
第4章 流动基本方程和数值计算方法
    4.1 基本方程
    4.2 数值求解问题的基本思想
    4.3 区域离散网格生成技术
        4.3.1 非结构化网格技术
        4.3.2 滑移网格技术
    4.4 控制方程的离散
    4.5 对流－扩散方程离散格式
        4.5.1 几种差分格式
        4.5.2 对流项离散
        4.5.3 压力梯度项离散
    4.6 压力与速度耦合关系处理
第5章 微小型粘性泵的数值计算
    5.1 计算对象
    5.2 大尺寸粘性泵的计算结果与分析
        5.2.1 流线、速度与流量
        5.2.2 扬程、功率、效率
    5.3 小尺寸粘性泵的计算结果与分析
        5.3.1 流线、速度与流量
        5.3.2 扬程、功率、效率
        5.3.3 大尺寸与小尺寸粘性泵的比较
    5.4 计算与试验结果的比较分析
        5.4.1 大尺寸粘性泵的结果比较分析
        5.4.2 小尺寸粘性泵的结果比较分析
    5.5 本章小结
第6章 结论
参考文献


【参考文献】：
期刊论文
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[2]形状记忆合金/硅复合膜驱动的微泵[J]. 徐东,蔡炳初,王莉,丁桂甫,周勇,俞爱斌.  微细加工技术. 2000(04)
[3]微机电系统科学与技术发展趋势[J]. 王立鼎,刘冲.  大连理工大学学报. 2000(05)
[4]热驱动微型泵的实验研究[J]. 尹执中,徐宁,庞江涛,刘理天,胡桅林,过增元,金观昌.  功能材料与器件学报. 2000(02)
[5]微流动系统的发展概况[J]. 尹执中,胡桅林,过增元.  流体机械. 2000(04)
[6]新型的形状记忆合金/硅薄膜微驱动器[J]. 徐东,蔡炳初,丁桂甫,王莉.  微细加工技术. 1999(04)
[7]扫描光屏法在PIV技术测量自由剪切层中的应用[J]. 吴嘉,许宏庆.  水动力学研究与进展(A辑). 1997(02)
[8]双金属热致动微型泵[J]. 杨岳,周兆英,叶雄英,江小宁.  仪器仪表学报. 1996(S1)
[9]一种快速PIV诊断系统[J]. 许宏庆,俞昌,袁格.  实验力学. 1994(03)



本文编号：2941458