壓電往復(fù)泵是利用壓電材料作為能量轉(zhuǎn)換器件帶動泵腔體積往復(fù)變化的流體傳輸裝置。目前壓電往復(fù)泵的實際輸出功率和工作效率普遍偏低,不能充分發(fā)揮壓電材料在高頻下工作時功率密度高的優(yōu)勢。造成這一現(xiàn)象的主要原因是在高頻工作時壓電往復(fù)泵中會產(chǎn)生空化現(xiàn)象。為了解決這一問題,本論文結(jié)合壓電往復(fù)泵中液體工作狀態(tài),從典型壓電往復(fù)泵的工作原理出發(fā),分別從改變進出水閥分布,改善單向閥工作狀況,降低進出水管中慣性質(zhì)量這三個方面對空化現(xiàn)象的抑制進行了研究。當(dāng)流場中的壓力低于飽和蒸汽壓時,液體介質(zhì)會發(fā)生空化現(xiàn)象。空化氣泡和空穴的存在使壓電往復(fù)泵的工作性能和使用壽命大大降低,甚至無法正常工作,這已經(jīng)成為壓電往復(fù)泵研究中的一個難題。為了抑制壓電往復(fù)泵在常壓工作時泵腔內(nèi)空化現(xiàn)象,提出了一種通過增加進水單向閥的數(shù)量來抑制空化效應(yīng)的新方法。仿真和實驗結(jié)果表明,當(dāng)進出閥的比例為6:2時,吸入階段工作時泵腔內(nèi)的壓力高于飽和蒸汽壓力,達到抑制空化產(chǎn)生和改善泵的工作效率的目的。同時在研究中發(fā)現(xiàn),在壓電往復(fù)泵的吸入階段,單向閥處也易于產(chǎn)生空化現(xiàn)象。研究了一種帶阻擋部件的聚二甲基硅氧烷（PDMS）單向閥,可以改進原閥中存在閥膜變形問題,從... 

【文章來源】：中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)安徽省 211工程院校 985工程院校

【文章頁數(shù)】：117 頁

【學(xué)位級別】：博士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
第1章 緒論
    1.1 引言
    1.2 壓電泵的研究現(xiàn)狀及應(yīng)用
    1.3 壓電泵的分類
    1.4 壓電泵中空化現(xiàn)象研究現(xiàn)狀
    1.5 本文的研究目的和創(chuàng)新性
    1.6 本論文的主要內(nèi)容和結(jié)構(gòu)安排
第2章 壓電往復(fù)泵空化現(xiàn)象的理論基礎(chǔ)
    2.1 壓電往復(fù)泵的工作原理及關(guān)鍵參數(shù)
        2.1.1 流量
        2.1.2 壓力
        2.1.3 吸入能力
    2.2 泵中空化現(xiàn)象的分析
        2.2.1 空化現(xiàn)象的理論分析
        2.2.2 空化狀態(tài)的判斷
        2.2.3 空穴分類
        2.2.4 空化氣泡數(shù)學(xué)模型
    2.3 測試用壓電往復(fù)泵的設(shè)計及工作原理
        2.3.1 測試用壓電往復(fù)泵的結(jié)構(gòu)設(shè)計
        2.3.2 壓電往復(fù)泵測試平臺的設(shè)計
        2.3.3 測試用壓電往復(fù)工作原理
    2.4 本章小結(jié)
第3章 常壓下壓電往復(fù)泵空化緩解措施
    3.1 簡介
    3.2 壓電往復(fù)泵中的微閥
    3.3 壓電往復(fù)泵中產(chǎn)生空化現(xiàn)象的條件
    3.4 壓電往復(fù)泵中壓力的仿真
        3.4.1 壓電往復(fù)泵的泵腔在吸入階段的壓力仿真
        3.4.2 壓電往復(fù)泵中單向閥處壓力在吸入階段的仿真
    3.5 帶阻擋部件的單向閥的機構(gòu)分析和設(shè)計
        3.5.1 基本PDMS單向閥的結(jié)構(gòu)
        3.5.2 單向閥膜變形的COMSOL仿真
        3.5.3 單向閥變形的理論分析
        3.5.4 改進單向閥的設(shè)計
    3.6 測試用壓電往復(fù)泵以及測試平臺
        3.6.1 測試泵的結(jié)構(gòu)
        3.6.2 測試平臺的搭建
    3.7 增加進水閥數(shù)量抑制泵腔空化的實驗結(jié)果和討論
    3.8 改進PDMS單向閥對閥處空化抑制的實驗結(jié)果和分析
    3.9 本章小結(jié)
第4章 振動濾波器抑制空化分析
    4.1 簡介
    4.2 可變形的彈性腔機構(gòu)對空化的抑制
        4.2.1 吸水階段吸水管及泵中空化分析
        4.2.2 設(shè)計彈性腔結(jié)構(gòu)抑制泵中空化產(chǎn)生
        4.2.3 彈性腔的設(shè)計調(diào)研
    4.3 振動濾波器在高壓壓電往復(fù)泵中應(yīng)用的理論分析
    4.4 液體在壓電液壓系統(tǒng)高頻工作時的慣性質(zhì)量影響
        4.4.1 振動濾波器在壓電液壓系統(tǒng)中的應(yīng)用
        4.4.2 液壓系統(tǒng)中的振動濾波器基本原理
    4.5 振動濾波器的具體分析
        4.5.1 采用傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)的振動濾波器
        4.5.2 附壁式振動濾波器
    4.6 本章小結(jié)
第5章 振動濾波器在壓電往復(fù)泵中應(yīng)用的實驗驗證
    5.1 引言
    5.2 振動濾波器仿真
        5.2.1 對進出水管進行建模
        5.2.2 仿真結(jié)果及分析
    5.3 振動濾波器損耗的計算
    5.4 振動濾波器實驗測試平臺
    5.5 實驗結(jié)果分析
    5.6 本章小結(jié)
第6章 總結(jié)與展望
    6.1 工作總結(jié)
    6.2 研究展望
參考文獻
致謝
在讀期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文與取得的研究成果



本文編號：3156177