锥形螺线腔并联无阀压电泵研究

发布时间：2017-07-26 03:09

  本文关键词：锥形螺线腔并联无阀压电泵研究

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【摘要】：压电泵具有结构简单、耗能低等优点，可广泛应用到航空航天、生物医疗、微型机械等领域，但传统无阀压电泵存在低效率、波动性、回流现象及功能单一等缺点，限制了其应用的范围。通过改进螺线流管及锥形流管无阀压电泵技术，提出一种多锥形螺线腔并联，具有混合及传散热等多用途的新型压电泵结构——锥形螺线腔并联无阀压电泵结构。 在锥形螺线流管内流动特性研究方面，推导了反应流动特性的理论公式，使用有限元方法研究了矩形和圆形变截面锥形螺线流管内多速率流体往返流动时的流体动力学特性，，证明了锥形螺线腔成为无阀压电泵结构的可行性；实测了压电振子空负载时振幅值，建立了泵腔容积变化与泵流量关系方程，为泵的流量计算奠定基础；分析了泵振子同步工作及异步工作时的工作原理及泵腔内部流体流动特性，并且对泵进行了仿真模拟，研究了泵腔内部流场特征，验证了其输送与混合流体的功能；研究了泵单腔、双腔及三腔工作时的输出性能，验证了三腔并联可提高无阀压电泵工作效率，研究了电压及频率对泵输出性能的影响，研究发现锥形螺线腔并联无阀压电泵在异步驱动时，可减少并联无阀泵回流现象及输出脉动。 锥形螺线腔并联无阀压电泵可实现减少回流及脉动，实现多液体混合，及提高输出性能。
【关键词】：锥形螺线腔 无阀压电泵 多腔并联 流体 异步驱动
【学位授予单位】：南京航空航天大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2013
【分类号】：TH38
【目录】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-12
• 注释表12-13
• 第一章 绪论13-24
• 1.1 引言13-14
• 1.2 压电泵分类及国内外发展概况14-22
• 1.2.1 压电泵的分类14-15
• 1.2.2 国内外发展概况15-22
• 1.3 本课研究内容及意义22-24
• 第二章 压电驱动理论及锥形螺线腔流阻研究24-39
• 2.1 压电效应与压电陶瓷主要性能24-27
• 2.1.1 压电效应24
• 2.1.2 压电陶瓷主要性能24-27
• 2.2 压电振子27-28
• 2.2.1 压电振子的振动27-28
• 2.2.2 压电振子的谐振特性28
• 2.3 锥形螺线腔流阻研究28-38
• 2.3.1 锥形螺线腔29-34
• 2.3.2 锥形螺线腔流体仿真34-38
• 2.4 本章小结38-39
• 第三章 锥形螺线腔并联无阀压电泵方案设计及理论分析39-51
• 3.1 锥形螺线腔并联无阀压电泵的方案设计39-41
• 3.2 锥形螺线腔并联无阀压电泵结构说明41-42
• 3.3 矩形压电陶瓷振子振动测试42-46
• 3.3.1 多普勒扫频实验42-43
• 3.3.2 振子振幅测试实验43-46
• 3.4 锥形螺线腔并联无阀压电泵工作原理46-48
• 3.4.1 同步驱动时的工作原理46-47
• 3.4.2 异步驱动时的工作原理47-48
• 3.5 锥形螺线腔并联无阀压电泵理论流量分析48-50
• 3.6 本章小结50-51
• 第四章 锥形螺线腔并联无阀压电泵流场分析51-58
• 4.1 流场分析51-54
• 4.1.1 建立几何模型51-53
• 4.1.2 压电振子振动模拟53-54
• 4.2 泵腔流场仿真计算分析54-57
• 4.2.1 进口处压力云图54-55
• 4.2.2 出口处压力云图55-56
• 4.2.3 泵混合功能仿真分析56-57
• 4.3 本章小结57-58
• 第五章 锥形螺线腔并联无阀压电泵的实验研究58-68
• 5.1 锥形螺线腔并联无阀压电泵电压压力差实验58-59
• 5.2 锥形螺线腔并联无阀压电泵频率压力差实验59-63
• 5.2.1 频率对锥形螺线腔并联无阀压电泵性能影响60-62
• 5.2.2 本节结论62-63
• 5.3 锥形螺线腔并联无阀压电泵输出流量实验63-65
• 5.4 锥形螺线腔并联无阀压电泵异步驱动实验65-67
• 5.5 本章小结67-68
• 第六章 结论与展望68-70
• 6.1 本文主要工作68-69
• 6.2 进一步研究设想69-70
• 参考文献70-74
• 致谢74-75
• 在学期间的研究成果及发表的学术论文75

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 张建辉;黎毅力;夏齐霄;路计庄;;“Y”形流管无阀压电泵振动分析及泵流量计算[J];光学精密工程;2007年06期

2 张建辉;黎毅力;刘菊银;夏齐宵;;“Y”形流管无阀压电泵模拟与试验[J];光学精密工程;2008年04期

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7 张金锁,章本照;旋转弯管内粘性流动特性的研究[J];空气动力学学报;2000年03期

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本文编号：574464