70 年代中期,美國在研制微型傳感器時,首次使用了“微型機械”一詞,微型機械是特征尺度在毫米、微米量級的機械。80 年代后期,微型機械技術與微電子控制技術相結合,誕生了微電子機械系統(tǒng)(MEMS),微流動系統(tǒng)是 MEMS 的一個重要分支,近年來已經成為熱門的研究領域。作為一個重要的微流動系統(tǒng)的執(zhí)行器件,微小型泵是其發(fā)展水平的重要標志。近十幾年來,微小型泵的制造技術有了很快的發(fā)展,目前雖然有多種微小型泵已經投入運行,然而大多數(shù)研究只是集中在微小型泵的制造工藝及驅動方式上,研究人員對其內部的流動規(guī)律的認識還處于相對落后的階段。只有對微小型泵的內部流動規(guī)律進行深入的研究,才能更好的實現(xiàn)微小型泵的性能預測和優(yōu)化設計。本文制作加工了兩種不同尺寸的微小型粘性泵,并設計了整個試驗系統(tǒng)。利用 PIV(Particle Image Velocimetry)技術對粘性泵的內部流動進行了可視化測量,對采集到的數(shù)據(jù)進行進一步地分析得到了粘性泵的內部流線分布、出口端面的速度分布,以及出口端面的平均速度與體積流量隨著試驗參數(shù)變化而變化的規(guī)律,對粘性泵的內部流動特性進行了比較深入地研究探討。進行試驗之外,本文還以粘性... 

【文章來源】：清華大學北京市 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：75 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
第1章 引言
    1.1 微小型泵的發(fā)展現(xiàn)狀
    1.2 本文的主要研究工作
第2章 微小型粘性泵與試驗系統(tǒng)簡介
    2.1 微小型粘性泵
    2.2 試驗系統(tǒng)
        2.2.1 控制部分
        2.2.2 測量采集系統(tǒng)
第3章 微小型粘性泵的PIV 試驗研究
    3.1 PIV 試驗測量方法及步驟
    3.2 試驗測量區(qū)域
    3.3 大尺寸粘性泵的試驗結果及分析
    3.4 小尺寸粘性泵的試驗結果及分析
    3.5 本章小結
第4章 流動基本方程和數(shù)值計算方法
    4.1 基本方程
    4.2 數(shù)值求解問題的基本思想
    4.3 區(qū)域離散網格生成技術
        4.3.1 非結構化網格技術
        4.3.2 滑移網格技術
    4.4 控制方程的離散
    4.5 對流－擴散方程離散格式
        4.5.1 幾種差分格式
        4.5.2 對流項離散
        4.5.3 壓力梯度項離散
    4.6 壓力與速度耦合關系處理
第5章 微小型粘性泵的數(shù)值計算
    5.1 計算對象
    5.2 大尺寸粘性泵的計算結果與分析
        5.2.1 流線、速度與流量
        5.2.2 揚程、功率、效率
    5.3 小尺寸粘性泵的計算結果與分析
        5.3.1 流線、速度與流量
        5.3.2 揚程、功率、效率
        5.3.3 大尺寸與小尺寸粘性泵的比較
    5.4 計算與試驗結果的比較分析
        5.4.1 大尺寸粘性泵的結果比較分析
        5.4.2 小尺寸粘性泵的結果比較分析
    5.5 本章小結
第6章 結論
參考文獻


【參考文獻】：
期刊論文
[1]相變型熱驅動微泵泵送特性的實驗[J]. 李志信,王沫然,譚立彥.  科學通報. 2001(22)
[2]形狀記憶合金/硅復合膜驅動的微泵[J]. 徐東,蔡炳初,王莉,丁桂甫,周勇,俞愛斌.  微細加工技術. 2000(04)
[3]微機電系統(tǒng)科學與技術發(fā)展趨勢[J]. 王立鼎,劉沖.  大連理工大學學報. 2000(05)
[4]熱驅動微型泵的實驗研究[J]. 尹執(zhí)中,徐寧,龐江濤,劉理天,胡桅林,過增元,金觀昌.  功能材料與器件學報. 2000(02)
[5]微流動系統(tǒng)的發(fā)展概況[J]. 尹執(zhí)中,胡桅林,過增元.  流體機械. 2000(04)
[6]新型的形狀記憶合金/硅薄膜微驅動器[J]. 徐東,蔡炳初,丁桂甫,王莉.  微細加工技術. 1999(04)
[7]掃描光屏法在PIV技術測量自由剪切層中的應用[J]. 吳嘉,許宏慶.  水動力學研究與進展(A輯). 1997(02)
[8]雙金屬熱致動微型泵[J]. 楊岳,周兆英,葉雄英,江小寧.  儀器儀表學報. 1996(S1)
[9]一種快速PIV診斷系統(tǒng)[J]. 許宏慶,俞昌,袁格.  實驗力學. 1994(03)



本文編號：2941458