收缩管扩张管型无阀压电泵的研究

《收缩管扩张管型无阀压电泵的研究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、南京航空航天大学硕士学位论文收缩管/扩张管型无阀压电泵的研究姓名：袁又春申请学位级别：硕士专业：机械设计及理论指导教师：黄卫清20061201南京航空航天大学硕士学位论文摘要压电泵是将压电体激发的振动直接作用于流体，使其产生动压或流量输出的一种新型流体泵。压电泵结构简单，具有传统泵所不具备的优点，在航空航天器、机器人、汽车、医疗器械、生物基因工程、微型机械等领域里得到了成功的应用。普通的压电泵是通过单向阀来调节液体的流动方向，实现对液体的连续定向输送，其工作频率较低，流量输出波动很大，而且还会经常出现运

2、动部件的早期磨损和疲劳破坏等问题。而无阀压电泵是利用收缩管/扩张管作为动态单向阀来调节流体输出方向的新型压电泵，这种形式的压电泵不公可以克服普通压电泵的一些常见缺陷，还可以将泵的驱动源部分、传动部分及泵体三者制成一体，大大简化了压电泵的结构，提高了工作可靠性。此外，无阀压电泵还具有结构紧凑、制造成本低和易于小型化、微型化等优点。本文在对无阀压电泵的基本特性研究的基础上，提出了一种新结构的收缩管/扩张管型平板无阀压电泵，加工制作样机并进行试验研究。对泵腔中流体流动的全过程进行了数值模拟和仿真分析。1、在研

3、究总结大量前人工作的基础上，设计一种新结构的收缩管/扩张管型无阀压电泵，并运用流体力学的相关知识分析该压电泵的工作原理，推导出压电泵的理论流量计算公式；2、建立扩张/收缩流道结构的数学模型，通过ANSYS/FLOTRANCFD模块对收缩/扩张流道进行有限元分析，得出流道内流体的速度和压力分布情况的影响曲线；3、应用FLUENT软件建立无阀压电泵流场模型，计算得出泵腔内压力云图和速度矢量图，从而较为全面的认识了无阀压电泵系统的流动特性；4、加工制作了样机，并对样机进行了相关的试验性研究。关键词：压电泵，无

4、阀泵，扩张管，收缩管，有限元i收缩管/扩张管型无阀压电泵的研究AbstractThePiezoelectricpumpisanovelfluidpump,whichutilizesthevirationgeneratedbythepiezoelectricactuatortomakeliquidflowinaone-wayorproducegydraulicpressure.Piezoelectricpumphassimpleconstruction,itgetswidelyapplicationsin

5、thefieldofaeronauticsandastronautics,robot,car,medicalapparatus,creaturegeneticengineeringandmicro-machine,etc.Aconventionalpiezoelectricpumpconsistsoftwopassivecheckvalvesconnectedtoanoscillatingdiaphragm,whichcreatesaone-wayfluidflow.Thiskindofpumphasa

6、ratherlowworkingfrequencybecauseoftheinertiaofthepump’sactionelements.Itsflowrateisalsofluctuatingwithvariationofthechambervolume.Furthermore,movablepartsofthecheckvalvesmaysufferfromproblemssuchaswearandfatigue.Thismayresultinreducedlifetimeandreliabili

7、ty.Thereisalsotheriskthatthevalveactionmaycausedamagetosomesensitivefluids.Later,wehadanewprincipleusingthedifferentflowpropertiesofadiffuserandanozzle.Theflow-directingdiffuser/nozzleelementshavenomovableparts.Thepump’slifetimeandreliabilityishigherthan

8、theconventionalonebecausethattheactuator,drivemechanismandpumpbodymaybefabricatedintegrally,andmoreover,ithasotheradvantagessuchasstructuresimple,fabricationcostslowandminiaturizationeasy.Basedontheresearchofprimarycharact