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微型无阀泵的数值仿真与参数设计
作者:管理员    发布于:2016-06-24 10:08:01    文字:【】【】【

  微型无阀泵是微型机械泵的一个新的研究热点。与有阀微型泵相比,它的结构简单,在制造工艺上减少了阀片制作和阀片键合工序,而这正是有阀微型泵的技术难点。同时,与相同规格的有阀泵相比,无阀泵的总效率要比有阀泵高。这是因为有阀泵在工作过程中需要克服被动阀片的预应力而消耗一定的能量,而无阀泵则不存在这种情况,而且流动阻力又相对较小。

  无阀泵研制的另一个重要的原因是可以进行微型泵的参数化设计。由于现有的有阀微型泵采用的都是被动阀,阀片的开启和关闭以及工作状态无法控制,而且阀片开启程度随着泵内压力的变化而不同,很难建立的数学模型,因此在微基金项目:国家自然科学基金资助项目(50175098)型泵的机构设计中,无法进行有效的参数改进。

  而在微型无阀泵中采用收缩/扩散口形式,其结构简单,容易建立的数学模型,因此可以对其形状和结构尺寸进行仿真研究它们对微型泵流量、压力等性能参数的影响,从而实现参数化设计。

  目前国际上对微流体流动机理尚无统一定行。微型无阀泵是基于扩散口/收缩口流量存在差异这一现象而设计开发的3,其原理如所示:在驱动膜压下,给腔体内液体施加压力时,由于扩散口与收缩口内压力分布曲线不同,而引起流量的不同,此时Q扩散>Q收缩;当驱动膜向上运动使腔体内产生负压时,扩散口和收缩口的情况相反,此时Q扩散  微型无阀泵结构3.1收缩/扩散口压力分布收缩/扩散口的结构如所示,由图可以看出,收缩/扩散口的几何形状由三个参数决定:锥体角度0、锥体长度/、小口直径d.根据流体力学原理,当0=5~7°时,锥管的动态流阻小,因此,考虑到微流体机械的效率,选定0=5°假设/=8mm,―内=1000Pa,根据间隙流动方程,收缩口内压力分布可用(2)采用前掠动叶后在转子流场内形成有利的径向压力分布,从而有效地控制了附面层的径向窜流,这是前掠动叶改善小型轴流风扇转子气动及声学特性的根本原因。

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