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螺旋流管无阀压电泵实验与研究

林晓光  
【摘要】:压电泵具有结构简单、可微型化、无电磁干扰等传统泵所不具备的优点,虽然其不能取代传统泵,但却能填补传统泵在微流量驱动领域的空白。目前对压电泵的研究大都以医疗、卫生、保健等领域为研究背景,而以散热、导航等领域为研究背景的却很少。本文通过分析现有压电泵特点及其应用,提出一种新型的无阀压电泵结构——螺旋流管无阀压电泵。 为了验证其泵功能可行性和具有的陀螺性质,本文着重进行了实验研究。并得到如下结果: (1)创新性地提出了一种圆柱螺旋流管的组合式结构,并以此为基础,设计了使用该结构的无阀压电泵。 (2)选择弹性支撑方式对压电振子进行了的振动特性研究。进行了有限元模拟模态分析,通过激光扫频测振实验测量压电振子的谐振频率,并将两者的结果进行对比分析,间接的验证这种选择的正确性。 (3)对泵在零流量下进行压差实验。一方面确定了泵的流向,另一方面得到了泵进出口压力差随驱动电压、驱动频率和螺旋流管的环绕直径等的变化规律。 (4)对泵进行了旋转实验,验证了泵具有陀螺性质。实验表明,泵压差与外界平台转速之间存在着一定的规律,泵具有感受外界转动角速度的性质。 综上所述,螺旋流管无阀压电泵具有结构简单、易于微型化、集成化以及陀螺性质,不仅可将其作为流体输送的工具,还可作为导航元件测量姿态变化,因此可应用于流体散热、导航等领域。


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