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非对称坡面腔底无阀压电泵试验与研究

成伟  
【摘要】: q本课题来源于国家自然科学基金项目(项目编号:50775109)。 压电泵不同于传统意义上的泵,它利用压电陶瓷的逆压电效应,在电场作用下,压电振子产生微小变形直接驱动流体,省去了传统泵的传动链,减少了磨损部件,结构简单,易于微小型化。压电泵的这种特殊工作方式和性能,使其成为近年来流体机械研究的热点。无阀压电泵作为压电泵的一种,因为在整个工作周期内,进出口之间是连通的,所以,在一些特殊的场合(医疗药物输送、化学药剂分析以及高分子活性细胞),无阀压电泵有着广阔的应用空间。 本文对非对称坡面腔底无阀压电泵进行研究,利用ANSYS软件,对压电振子在不同支撑方式下的模态和谐响应进行分析,得出振型、谐振频率以及最大振幅,比较结果,选择弹性支撑方式对压电振子进行夹持,在降低其谐振频率的同时,也增大了压电振子的振幅;通过激光多普勒测振仪对压电振子在空载和加载两种情况下进行测试,得出压电振子振幅与驱动频率的变化关系;对不同坡面腔底无阀压电泵泵腔建立三维模型,借助FLUENT软件,运用动网格技术,对泵腔流场进行研究,模拟在压电振子振动条件下的压力、速度分布情况,得出不同坡面角度下的泵流量的理论值;并在该模型的基础上对该泵的混合搅拌作用做了初步探索;最后,对无阀压电泵的流量测量方法进行讨论,分析了传统测量方法上存在的不足和缺陷,提出一种合理简单的流量测量方法,并对该泵流量进行测量,得出泵流量随坡面角度以及驱动电压的变化关系。


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