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新型无阀压电泵开发与压电泵工作噪声的研究

路计庄  
【摘要】: 为克服和避免传统锥形流管无阀压电泵的缺点,本文提出新型的“Y”形流管无阀压电泵,深入分析其工作性能和泵内流体流动;基于消除湍流、漩涡的逆向思维,利用非对称群峰嵌入结构开发出非对称群峰无阀压电泵,并对这种泵进行理论和实验分析;简化压电振子的振动模型,为压电振子的振动和压电泵的工作噪声提供了理论和实验依据。 基于有限体积法,用有限元数值模拟分别模拟锥形流管与“Y”形流管中流体的压力分布与速度矢量分布;理论上分析研究“Y”形流管无阀压电泵的流动特性,建立压电泵的流量、腔内压强与输入频率的计算方程,并实际制作的压电泵做流量测量实验。通过设计非对称群峰无阀压电泵结构,建立压电泵的理论流量方程,并通过实验进行验证。理论分析压电振子的弯曲振动,提出用微平面活塞振动理论对压电振子振动模型简化,推出压电泵噪声方程和泵内流体对泵噪声贡献量方程;通过开发压电泵噪声实验测试装置,得出压电泵实际噪声声压级与输入频率的变化关系,并与理论数值比较,分析压电振子及泵内流体分别对泵噪声的影响。 “Y”形流管无阀压电泵在本质上克服与避免了圆锥流管无阀压电泵产生大范围漩涡的缺点,并且易于微型化和集成化,可以适应于血液输送等医疗保健领域。非对称群峰无阀压电泵可以实现不同流体之间的高度均匀混合,可成为微小型的流体传输器和搅拌器。压电泵噪声分析可有效计算压电泵的工作噪声,为深入研究泵内流动流体与压电振子的耦合影响提供基础。


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