本文關(guān)鍵詞： 壓電泵 多入口 液體混合 雙晶片壓電振子　出處：《吉林大學(xué)》2012年碩士論文　論文類型：學(xué)位論文

【摘要】：壓電泵是一種新型流體輸送裝置，具有體積小、結(jié)構(gòu)簡單、易于控制、成本低廉等優(yōu)點(diǎn)，在航空航天、醫(yī)療制藥、生物工程、化學(xué)分析、微型機(jī)械電子等領(lǐng)域具有廣闊的應(yīng)用前景。本文深入分析了國內(nèi)外壓電泵的研究現(xiàn)狀和液體混合裝置研究現(xiàn)狀，設(shè)計(jì)了多入口壓電泵結(jié)構(gòu)，并將其應(yīng)用于液體的混合。研究多入口壓電泵的工作原理并進(jìn)行仿真分析，研制多入口壓電泵樣機(jī)并進(jìn)行試驗(yàn)測(cè)試。本文的主要研究內(nèi)容如下： 1．提出一種新型液體混合裝置 在總結(jié)壓電泵研究現(xiàn)狀的基礎(chǔ)上，提出通過增加單腔體有閥壓電泵的入口個(gè)數(shù)來提高壓電泵的輸出性能，并將多入口壓電泵應(yīng)用于液體的混合，在壓電泵腔體內(nèi)部實(shí)現(xiàn)液體混合，成為一種新的液體混合裝置。 2．圓形雙晶片壓電振子仿真分析與試驗(yàn)研究 壓電振子是壓電泵的核心部件，本文結(jié)合壓電振子的分類和特點(diǎn)以及多入口壓電泵的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要求，確定圓形雙晶片壓電振子為多入口壓電泵的驅(qū)動(dòng)元件，并確定其結(jié)構(gòu)尺寸。應(yīng)用ANSYS軟件對(duì)圓形雙晶片壓電振子建模仿真，通過模態(tài)分析，獲得了圓形雙晶片壓電振子各階模態(tài)振型及其對(duì)應(yīng)的固有頻率值，選擇一階振動(dòng)模態(tài)作為多入口壓電泵壓電振子的振型。對(duì)圓形雙晶片壓電振子進(jìn)行試驗(yàn)測(cè)試，分析不同波形驅(qū)動(dòng)信號(hào)對(duì)壓電振子變形情況的影響；分析壓電振子中心點(diǎn)位移隨驅(qū)動(dòng)電壓和驅(qū)動(dòng)頻率的變化規(guī)律。 3．多入口壓電泵結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與仿真分析 提出通過增加單腔體有閥壓電泵的入口個(gè)數(shù)來提高壓電泵的輸出性能并可以實(shí)現(xiàn)多種液體混合后的輸出的多入口壓電泵。選擇傘形閥作為單向截止閥，設(shè)計(jì)單入口、雙入口、三入口和四入口壓電泵結(jié)構(gòu)，并分析它們的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和工作原理。應(yīng)用Gambit軟件建立了雙入口壓電泵的二維計(jì)算模型，應(yīng)用Fluent軟件對(duì)雙入口壓電泵腔體內(nèi)部流動(dòng)液體的速度分布和壓力分布進(jìn)行模擬仿真，分析層流狀態(tài)/湍流狀態(tài)下雙入口壓電泵的腔內(nèi)壓力分布和速度分布。 4．多入口壓電泵輸出性能試驗(yàn)研究 搭建壓電泵試驗(yàn)測(cè)試系統(tǒng)，制作多入口壓電泵工作樣機(jī)。采用理論與試驗(yàn)相結(jié)合的方法分析入/出流孔位置及面積、腔體高度等結(jié)構(gòu)參數(shù)對(duì)雙入口壓電泵輸出性能的影響，并確定雙入口壓電泵的結(jié)構(gòu)尺寸。試驗(yàn)測(cè)試單入口、雙入口、三入口和四入口壓電泵隨驅(qū)動(dòng)電壓和驅(qū)動(dòng)頻率變化時(shí)的輸出性能，通過對(duì)比分析試驗(yàn)曲線，得出入口個(gè)數(shù)對(duì)壓電泵輸出性能的影響規(guī)律：對(duì)于出口在壓電振子中心的壓電泵，適當(dāng)增加入口個(gè)數(shù)可以提高壓電泵的輸出性能。 5．多入口壓電泵液體混合試驗(yàn)研究 將多入口壓電泵應(yīng)用于液體的混合，主要研究影響多入口壓電泵液體混合比例的因素。采用不同顏色水溶液對(duì)多入口壓電泵各入口吸入量和總的泵出量進(jìn)行試驗(yàn)研究，獲得混合比例隨驅(qū)動(dòng)頻率的變化規(guī)律，得出驅(qū)動(dòng)頻率是影響多入口壓電泵混合比例的因素之一。采用對(duì)比試驗(yàn)的方法研究驅(qū)動(dòng)頻率影響混合比例的原因，得出壓電振子兩側(cè)振動(dòng)性能不對(duì)稱是主要原因，兩入口傘形閥截止性能不相同是次要原因。利用甘油水溶液構(gòu)造出不同粘度液體，對(duì)雙入口壓電泵兩入口通入不同粘度液體進(jìn)行試驗(yàn)研究，分析液體粘度差對(duì)混合比例的影響。改變雙入口壓電泵兩側(cè)入口的入流孔直徑進(jìn)行試驗(yàn)研究，，分析過流面積對(duì)混合比例的影響。
[Abstract]:......
【學(xué)位授予單位】：吉林大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2012
【分類號(hào)】：TH38

【參考文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 裴先茹;高海榮;;壓電材料的研究和應(yīng)用現(xiàn)狀[J];安徽化工;2010年03期

2 王沫然,李志信;基于MEMS的微泵研究進(jìn)展[J];傳感器技術(shù);2002年06期

3 何超;陳文革;;壓電材料的制備應(yīng)用及其研究現(xiàn)狀[J];功能材料;2010年S1期

4 李曉娟;李全祿;謝妙霞;郝淑娟;楊貴考;周九茹;馬晴;;國內(nèi)外壓電陶瓷的新進(jìn)展及新應(yīng)用[J];硅酸鹽通報(bào);2006年04期

5 闞君武,楊志剛,程光明;壓電泵的現(xiàn)狀與發(fā)展[J];光學(xué)精密工程;2002年06期

6 吳瑋;王麗軍;李希;;T形微通道結(jié)構(gòu)中的流體混合規(guī)律[J];化工學(xué)報(bào);2011年05期

7 王昆;王嘉駿;馮連芳;顧雪萍;;內(nèi)置阻塊型微混合器內(nèi)流體混合強(qiáng)化的數(shù)值模擬[J];化學(xué)工程;2010年12期

8 孫曉鋒;李欣欣;楊志剛;劉九龍;程光明;;帶整體開啟閥的雙腔串聯(lián)壓電薄膜泵[J];吉林大學(xué)學(xué)報(bào)(工學(xué)版);2006年04期

9 沈傳亮;劉國君;董景石;楊志剛;程光明;;壓電型多振子單腔精密藥物輸送泵[J];吉林大學(xué)學(xué)報(bào)(工學(xué)版);2007年01期

10 楊明金;李錫文;史鐵林;楊叔子;;高黏度流體混合機(jī)混合均勻度試驗(yàn)(英文)[J];農(nóng)業(yè)工程學(xué)報(bào);2011年06期

相關(guān)博士學(xué)位論文 前2條

1 劉國君;迭片式系列微型壓電泵的設(shè)計(jì)理論及實(shí)驗(yàn)研究[D];吉林大學(xué);2006年

2 何麗鵬;微小型主動(dòng)閥壓電泵的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)理論及控制系統(tǒng)的研究[D];吉林大學(xué);2010年

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前4條

1 張志宇;大粘度壓電泵的理論和實(shí)驗(yàn)研究[D];吉林大學(xué);2006年

2 高冬冬;結(jié)構(gòu)對(duì)壓電泵性能影響的理論和實(shí)驗(yàn)研究[D];吉林大學(xué);2007年

3 李立安;多腔串聯(lián)壓電泵的設(shè)計(jì)及其在直線馬達(dá)中的試驗(yàn)研究[D];吉林大學(xué);2009年

4 高磊;大振子壓電泵設(shè)計(jì)理論與試驗(yàn)研究[D];吉林大學(xué);2009年

本文編號(hào)：1526199