导读:本文包含了无阀压电泵论文开题报告文献综述及选题提纲参考文献，主要关键词:无阀压电泵,回流现象,非对称结构,能量削弱
无阀压电泵论文文献综述
黄勇[1]（2019）在《基于非对称导流结构的双出口无阀压电泵机理与试验研究》一文中研究指出无阀压电泵因结构简单、无机构磨损、泵送精度高以及无电磁干扰等特点,在燃料进给、生物医学、MEMS等技术领域具有较高的应用前景。然而,无阀压电泵在工作吸水时存在严重的回流现象,极大削弱了泵送流量水平,使其应用维度受限。因此,本文提出设计一种通过削弱回流液体能量来抑制无阀压电泵回流现象,从而实现较高流量输出的新式无阀压电泵。通过对无阀压电泵研究背景及现状的分析,发现对开发高流量无阀泵的研究重点多落于提升结构对流体的流阻能力上,少有着手解决回流问题。本文从压电泵相关基本理论着手,研究了压电泵用驱动元件的振动模态与谐振特性,推导了由压电振子引起的压电泵泵腔容积变化量的理论公式;提出通过削弱回流液体能量的方式,来实现对无阀压电泵回流现象的抑制,并基于流体力学和能量守恒定律验证了该方案的可行性。提出了实现对回流液体能量削弱的非对称导流体与双出口结构,并对其正向泵送流体和反向抑制回流的作用原理进行了阐述。遵循所提出的抑制回流方案,设计了基于非对称导流结构的双出口无阀压电泵的整体结构。分析研究了影响该泵输出性能的重要结构参数管距和尾距,并结合流体公式推导了该参数与回流液体能量之间的关系。通过仿真对新结构中的关键部件和流场环境作了模拟与分析,验证了设计的有效性,并结合理论推测了结构重要参数的选取范围。研制了多组参数范围内的试验样机,并搭建了测试平台对样机的输出流量进行测试。结果表明,不同参数的试验样机在输出流量上,呈现出随着回流液体能量变化而变化的趋势;在管距和尾距分别为8.2 mm和2.0 mm,也就是结构对回流液体能量削弱最大时,样机泵的输出流量能达到最大的167.8 mL/min,符合此参数下能量削弱最大的仿真预期。对比分析了不同结构类型无阀压电泵的输出流量水平,发现本文所提出的基于非对称导流结构的双出口无阀压电泵无论在输出总量上,还是单位驱动面积的输出上都具有优势,证明了本研究所提出的通过削弱回流液体能量来抑制无阀压电泵回流的方法是有效的,由此设计的带导流体的双出口无阀压电泵具有较高的流量输出水平。文中所作出的理论和仿真等相关研究工作可为此类无阀压电泵参数的设计提供参考。(本文来源于《长春工业大学》期刊2019-06-01）
李凡[2]（2018）在《雨滴形流管无阀压电泵的研究》一文中研究指出无阀压电泵结构简单,无电磁干扰,在生化分析、流体输送、芯片冷却等微机电系统中具有广阔的应用前景。随着技术装备的发展,对无阀压电泵的可靠性、稳定性、流量控制精度提出了愈来愈高的要求。以锥形流管为代表的无阀压电泵存在流量小、湍流大、输出压力低、回流严重等问题,其中湍流是能量损耗的主因。研究泵送介质在压电振子作用下与容积腔壁的耦合作用规律,建立利于单相流动的容积腔几何形状,降低湍流带来的能量损耗,是无阀压电泵实现商业化、实用化的基础工作。雨滴的形状是在空中降落时受到重力、表面张力、空气阻力和浮力综合作用的结果,本质上是面力与体力达到平衡的状态。压电泵中液体在惯性力、切向力、流动阻力的作用下最终获得单向流动,本质上也是体力与面力的平衡,如果将型腔做成雨滴的形状,可能获得液体与壁面均匀的作用力,降低湍流强度,进而减小能量损失。寻着这个思路,课题组提出了雨滴形流管无阀压电泵。主要研究内容包括:为研究雨滴形流管无阀压电泵的可行性,本文对该泵进行了以下几个方面的研究:(1)根据雨滴的固有特性创新性地提出了一种雨滴形流管无阀压电泵,并分析了其工作原理及对压电振子进行振动理论分析。(2)对压电振子进行了模态分析,分析了压电振子在振动时各阶振动频率和形变量。(3)对泵内流场进行了有限元分析,得到了泵腔内压力分布图和速度矢量图,从而可更全面地了解雨滴形流管无阀压电泵的流动特性。(4)以雨滴形流管设想为基础,设计制作了雨滴形流管无阀压电泵。针对电压和频率对雨滴形流管无阀压电泵性能的影响进行了实验研究。一方面确定了泵的工作流向,另一方面得出了泵的出进口压差和流量随着驱动频率和驱动电压的变化而变化。综上所述,雨滴形流管无阀压电泵具有简单的结构形式,且易于集成化、微形化,其不仅可以用来传输流体,而且也可以实现流体混合功能。因此,可用于输送流体、流体散热和流体混合等领域。(本文来源于《广州大学》期刊2018-06-01）
王记波,刘国君,马祥,刘建芳,姜枫[3]（2018）在《无阀压电泵驱动的集成式微混合器》一文中研究指出设计了一种无阀压电泵驱动的集成式微混合器,其中无阀压电泵采用叁棱柱阻变高度流道式结构。利用等效电路模型研究了无阀泵的流动特性,并应用Fluent软件对无阀泵及Y型微流道进行了系统仿真分析,确定了无阀泵和Y型微流道的结构参数,并优选出了系统控制参数。在实验室内制作了微混合器样机,并进行了脉动和混合效果实验,结果表明:当入口流量为0.7 mL/min、脉动频率为100Hz时,流道内脉动效果明显,由此验证了该微混合器具备良好的工作性能。此项研究可为无阀压电泵在微流控领域的应用提供借鉴。(本文来源于《西安交通大学学报》期刊2018年01期）
姜枫[4]（2017）在《无阀压电泵驱动的集成式微混合器设计与实验研究》一文中研究指出作为一种新型主动微混合方式,无阀压电泵脉动驱动微混合在微流控系统中的研究和应用受到国内外学者的关注,对其开展相关研究不仅具有重要的学术研究意义,而且在芯片集成和全微分析(μ-TAS)等领域均具有重要的应用价值。本文提出并设计了一种无阀压电泵驱动的集成式微混合器,将驱动源无阀压电泵和Y型微混合流道集成于PDMS基板上,集成式微混合器采用脉动驱动的工作方式,实现对含有粒子溶液的精密输送和可控混合,具体研究内容如下:基于经典扩张/收缩口无阀泵,提出一种新型变高度障碍式无阀压电泵,对泵进行流动特性分析,在理论上证明了新型无阀泵的可行性;利用有限元分析法、等效电路模型以及样机实验测试法对新型无阀泵的结构参数进行系统性分析和研究;确定了新型无阀泵的最佳结构参数:障碍式角度为15°、最小间距为0.14mm、泵腔深度为0.15mm、流道高度比为5;样机实验结果表明,在电压70V、驱动频率为270Hz,泵流量达到0.87ml/min,输出压力达到0.3kPa。本文分析了微流动的多种影响因素,并根据无阀泵和微混合器的设计及制作情况,重点考察壁面滑移对溶液流动和混合的影响;基于壁面滑移效应,利用有限元分析法对Y型微混合流道的结构和控制参数进行优化分析;仿真发现,当流道截面尺寸为0.2mm×0.2mm,入口夹角为90°,驱动频率为100Hz,入口流量为0.7ml/min时,出口混合度达到0.933;壁面滑移效应不但能减小流体阻力,保证溶液的平稳流动,而且能有效提高微混合器的混合性能。对驱动源无阀泵和Y型微混合流道进行结构集成设计,研究了集成式微混合器的制作工艺;选取PDMS为主体材料、采用模塑法以及封装键合后处理工艺制作了集成式微混合器样机。利用集成式微混合器进行脉动注入以及荧光粒子混合实验,通过调节控制参数,观察混合流道内的脉动现象以及荧光粒子的速度图像;实验结果表明,所设计无阀泵驱动的集成式微混合器在100Hz以下可以形成明显的月牙形状;PDMS流道内以及壁面上并无明显的荧光粒子集聚现象,壁面滑移效应得到验证,且出口荧光粒子速度分布较为均匀;通过系统的混合实验,初步证实了无阀压电泵驱动的集成式微混合器用于粒子溶液的输送和混合是可行的。(本文来源于《吉林大学》期刊2017-05-01）
张敏[5]（2017）在《扩散/收缩式无阀压电泵的数值模拟与优化设计研究》一文中研究指出压电泵是利用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。相对于传统泵,压电泵具有结构简单、体积小、无电磁干扰、输出特性易于控制等诸多优点,因而广泛应用于航空航天、医疗器械、生物基因工程,化学分析,机器人等领域。压电泵不是传统泵的简单微型化,其形状、尺寸、流体的流动特性等对泵的性能均有很大影响。本文提出的扩张管/收缩管型无阀压电泵不仅克服普通压电泵的一些常见缺陷(如工作频率较低,流量输出波动大,运动部件的早期磨损和疲劳破坏),还可以将泵的驱动源部分、传动部分及泵体叁者制成一体,大大简化压电泵的结构,提高其工作可靠性。此外,该泵还具有结构紧凑、制造成本低和易于微型化等特点。为探讨该泵内部流动规律提高其性能,本文具体研究内容及结论主要包含以下几方面:1.简要地概述了基于微电子机械系统(MEMS)的微型泵及其分类,对压电泵国内外研究现状及发展前景进行了归纳总结。2.介绍了微尺度流动的基础理论,对微流泵内部的流动特性进行了理论分析,给出理论流量及流阻比系数、泵效率等的表达式。3.基于压电基础理论知识,推导出圆形压电振子变形量及固有频率的理论表达式,同时利用有限元软件ANSYS对圆形单晶片压电振子进行振动分析及模态分析,找到影响压电振子中心处振幅的相关因素,分析讨论了不同结构参数以及材料参数对压电振子中心处振幅的影响。结果表明:在简支约束下,基板材质选用为铜,在不改变基本尺寸的情况下压电片与基板半径比约为0.7,压电片厚度较薄,激励电压较大时,可获得较大的变形量及强度要求。这些结论为优化压电振子结构提高其性能提供了理论依据。4.建立扩张/收缩流道结构的数学模型,通过ANSYS CFD模块对流道进行有限元分析,得出流道内压力与速度分布的影响曲线,分析讨论了各尺寸参数对流阻比系数的影响并对其进行优化,尽可能的提高流阻比系数,同时降低流动阻力。运用C语言对压电振子的动态特征进行UDF编程,将其调入Fluent软件中,并结合动网格技术,通过间接耦合的方法对优化后的整泵系统进行数值模拟,得到泵的内部流场特性。研究分析驱动频率、振幅(电压)等因素对泵送功能的影响。结果表明:在其他条件不变的情况下,加载频率为400Hz时可获得最大流量,电压越大其流量也越大。这些结论为优化设计该类型压电泵提供有益的参考。(本文来源于《扬州大学》期刊2017-04-10）
肖俊[6]（2016）在《锥管坡面腔底无阀压电泵试验与研究》一文中研究指出压电泵作为泵的一个子类,是利用压电元件的压电特性作为其驱动装置的新型泵。压电泵因其结构简单、易于微小型化、抗电磁干扰能力强、响应速度快等诸多优点,已广泛应用于医疗保健、精密仪器、航空航天、生物化学等领域。如今越来越多的学者投入到压电泵的研究领域。本文研究的锥管坡面腔底无阀压电泵是由一对同向布置的锥管与泵腔内非对称坡面楔块组(由叁个按一定规律布置的小楔块组成)的组合式结构作为其无阀移动部件,实现流体的单向流动并完成输送流体的功能。该无阀压电泵的设计思想是在传统锥形流管无阀压电泵的泵腔内布置一组非对称坡面楔块,进一步提升无阀压电泵的输出流量特性及增强流体在泵腔内混合搅拌的功能。本文主要从以下几个方面对锥管坡面腔底无阀压电泵进行了研究:1.研究了作为该泵重要驱动装置中压电振子的特性及工作原理,并利用有限元软件对其进行六阶模态分析,分析得出其在正弦驱动电压激励时可获得稳定工作状态,一阶模态下压电振子振型最利于无阀压电泵容积变化最大且振幅最大。2.首先,提出并设计了锥管坡面腔底无阀压电泵的结构,分析该泵工作原理,并推导泵流量理论计算公式。得出通过改变锥管坡面腔底无阀压电泵正反向流阻系数以调节该泵的输出流量特性。为此,本文主要研究泵腔内非对称坡面楔块组在长度、间距参数变化下对该无阀压电泵的输出流量特性的影响规律。其次,利用仿真软件的动网格功能,分析锥管坡面腔底无阀压电泵一个周期内的总压云图和速度迹线图,得出该泵具有正反流流阻系数不等且正流流阻系数小于反流流阻系数的特性,能够实现流体的单向传输,泵腔内形成涡旋有利于不同成分的流体间相互混合搅拌。随后,仿真分析在改变长度及间距参数下泵腔内正反流流场变化规律。3.通过3D打印技术加工并制作了锥管坡面腔底无阀压电泵样机,分别对非对称坡面楔块组在长度和间距参数变化下进行流量试验,测试其在不同驱动频率下的输出流量,总结在长度及间距参数变化下对泵输出流量特性的影响规律。随后进行长度组和间距组参数变化下泵正反流流阻试验,总结其对正反流流动时间影响规律。验证了该锥管坡面腔底无阀压电泵设计思想的有效性。(本文来源于《南昌大学》期刊2016-06-30）
张蕊华,张建辉,胡笑奇,陈小元[7]（2016）在《叁棱柱阻流体无阀压电泵流量特性试验》一文中研究指出为了提高无阀压电泵的输出流量,分析泵中无移动部件(叁棱柱组)参数对泵输出流量的影响规律,改进设计了5组叁棱柱阻流体无阀压电泵,并分别对其进行了流量试验。首先,分析了该压电泵的结构和工作原理;其次,建立了压电泵的流量计算公式,得到了泵输出流量与叁棱柱组主要参数的关系表达式,利用MATLAB软件绘制了叁棱柱正反向流阻比、叁棱柱个数与泵输出流量的关系曲线;最后,利用3D打印技术实际制作了5组叁棱柱阻流体无阀压电泵,并对其进行了流量试验。试验结果表明:在驱动电压和驱动频率不变的条件下,叁棱柱组参数对泵的输出流量有较大的影响,其中,泵输出流量随叁棱柱个数、高度的增加而增大,随叁棱柱与泵腔壁的间隙及叁棱柱顶角的增大而减小;另外,泵的输出流量随相邻叁棱柱间距的增大而增大,当间距增加到一定值后,泵的输出流量不再继续增大,反而会减小,其值接近于某一定值。(本文来源于《振动.测试与诊断》期刊2016年03期）
张蕊华,肖俊,程玉晨,吴启帆,易健[8]（2016）在《锥管坡面腔底无阀压电泵流场分析》一文中研究指出针对坡面腔底无阀压电泵流量小的问题,提出并研制了一种锥管坡面腔底无阀压电泵,即将锥管与坡面腔底组合式新结构作为其无移动部件阀。首先,提出了锥管坡面腔底无阀压电泵结构并分析其工作原理,对泵流量进行理论分析;同时,运用Fluent软件的动网格功能对其内部流场模拟分析。仿真结果表明,该泵具有单向流动特性,在泵腔内部产生漩涡利于液体的混合搅拌。最后,加工制作了锥管坡面腔底无阀压电泵样机,并对该泵进行了流量试验。试验结果表明,驱动电压峰值为250V,频率为5 Hz时,最大流量为25.9mL/min,证明了锥管坡面腔底无阀压电泵的有效性。(本文来源于《压电与声光》期刊2016年03期）
朱佳炜[9]（2016）在《平面扩散收缩管无阀压电泵内部流场瞬态特性理论分析及实验研究》一文中研究指出压电微泵是微流体系统中的核心部件,可以广泛的应用于化学分析、药物输送、芯片冷却等领域,在近二叁十年得到了飞速发展。本文主要对扩散收缩管无阀压电泵及扩散收缩元件进行了数值模拟和实验研究。将影响微泵性能的参数分为驱动参数和结构参数两大类。选择泵腔体积变化率、激励频率和扩散角度为变量,探索影响微泵效率的内部因素。首先通过激光测振仪得到微泵运行时压电振子的振动位移,并与Bu等人提出的位移模型进行比较,发现模型具有较高的准确性,为数值模拟提供了可靠的边界条件。实验与模拟的对比证明数值模拟具有很高的可靠性,也为微尺度流动下转捩点提前的推论提供依据。利用数值模拟对扩散角5°~60°,压电振子位移为0.5~80μm,激励频率为10~5000Hz情况的微泵进行研究。利用统计方法对微泵内的漩涡位置和持续时间进行统计分析,揭示了各变量对微泵效率产生影响的内在因素。激励频率为100~1000Hz时微泵效率随着频率的增大而增大是因为逆压梯度产生的漩涡在吸入阶段堵塞了流管。通过流管稳态试验台对低雷诺数下扩散角为20°、40°和60°的流管进行了研究。成功利用高速数码相机捕捉到流管内的速度分布,发现扩散角为20°的流管锥管效率达到最大值时没有边界层分离现象发生,而扩散角为40°和60°的流管锥管效率达到最大值时壁面两侧存在漩涡。利用数值模拟对扩散角5°~60°,雷诺数为100~1500,频率为0~5000Hz情况下流管的锥管效率进行研究。定常情况下,定义了最优扩散角,并推测最优扩散角是某雷诺数下不发生边界层突然变厚或分离的最大角度。非定常情况下,频率小于100Hz时锥管效率几乎不随频率的增大而改变,因此对于流管的分析时可以用定常研究代替非定常研究(f?Hz100);频率大于100Hz,雷诺数为100时,锥管效率随着频率的增大持续降低,雷诺数为1500时锥管效率随着频率的增大则持续升高。雷诺数为700时锥管效率和流管内流动现象与微泵研究中保持高度一致,说明很大程度上可以用流管研究代替整泵研究,从而简化研究对象。(本文来源于《江苏大学》期刊2016-06-01）
张蕊华,张建辉,朱银法,李培远[10]（2016）在《3D打印的锥管坡面腔底无阀压电泵》一文中研究指出为提高无阀压电泵的流量特性和解决泵加工工艺性差的问题,研制出了锥形流管坡面腔底无阀泵。首先,提出并设计了锥形流管坡面腔底无阀泵,分析了该泵的工作原理;然后,利用ansys软件对泵腔内流场做了模拟分析,分析结果表明该泵具有传输流体的能力;最后,利用3D打印技术制作了锥形流管坡面腔底无阀泵,并对泵的频率-流量特性进行了试验,驱动频率为8Hz时,锥形流管坡面腔底无阀泵的流量达到最大值26.8ml/min,比相同尺寸坡面腔底无阀压电泵在相同驱动电压条件下输出的最大流量增加了18.6%。试验结果表明,锥形流管坡面腔底无阀泵的流量特性优于坡面腔底无阀压电泵,且采用3D打印技术制作压电泵,提高了泵加工的工艺性,缩短了加工周期,降低了加工成本。(本文来源于《振动.测试与诊断》期刊2016年02期）
无阀压电泵论文开题报告
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
无阀压电泵结构简单,无电磁干扰,在生化分析、流体输送、芯片冷却等微机电系统中具有广阔的应用前景。随着技术装备的发展,对无阀压电泵的可靠性、稳定性、流量控制精度提出了愈来愈高的要求。以锥形流管为代表的无阀压电泵存在流量小、湍流大、输出压力低、回流严重等问题,其中湍流是能量损耗的主因。研究泵送介质在压电振子作用下与容积腔壁的耦合作用规律,建立利于单相流动的容积腔几何形状,降低湍流带来的能量损耗,是无阀压电泵实现商业化、实用化的基础工作。雨滴的形状是在空中降落时受到重力、表面张力、空气阻力和浮力综合作用的结果,本质上是面力与体力达到平衡的状态。压电泵中液体在惯性力、切向力、流动阻力的作用下最终获得单向流动,本质上也是体力与面力的平衡,如果将型腔做成雨滴的形状,可能获得液体与壁面均匀的作用力,降低湍流强度,进而减小能量损失。寻着这个思路,课题组提出了雨滴形流管无阀压电泵。主要研究内容包括:为研究雨滴形流管无阀压电泵的可行性,本文对该泵进行了以下几个方面的研究:(1)根据雨滴的固有特性创新性地提出了一种雨滴形流管无阀压电泵,并分析了其工作原理及对压电振子进行振动理论分析。(2)对压电振子进行了模态分析,分析了压电振子在振动时各阶振动频率和形变量。(3)对泵内流场进行了有限元分析,得到了泵腔内压力分布图和速度矢量图,从而可更全面地了解雨滴形流管无阀压电泵的流动特性。(4)以雨滴形流管设想为基础,设计制作了雨滴形流管无阀压电泵。针对电压和频率对雨滴形流管无阀压电泵性能的影响进行了实验研究。一方面确定了泵的工作流向,另一方面得出了泵的出进口压差和流量随着驱动频率和驱动电压的变化而变化。综上所述,雨滴形流管无阀压电泵具有简单的结构形式,且易于集成化、微形化,其不仅可以用来传输流体,而且也可以实现流体混合功能。因此,可用于输送流体、流体散热和流体混合等领域。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
无阀压电泵论文参考文献
[1].黄勇.基于非对称导流结构的双出口无阀压电泵机理与试验研究[D].长春工业大学.2019
[2].李凡.雨滴形流管无阀压电泵的研究[D].广州大学.2018
[3].王记波,刘国君,马祥,刘建芳,姜枫.无阀压电泵驱动的集成式微混合器[J].西安交通大学学报.2018
[4].姜枫.无阀压电泵驱动的集成式微混合器设计与实验研究[D].吉林大学.2017
[5].张敏.扩散/收缩式无阀压电泵的数值模拟与优化设计研究[D].扬州大学.2017
[6].肖俊.锥管坡面腔底无阀压电泵试验与研究[D].南昌大学.2016
[7].张蕊华,张建辉,胡笑奇,陈小元.叁棱柱阻流体无阀压电泵流量特性试验[J].振动.测试与诊断.2016
[8].张蕊华,肖俊,程玉晨,吴启帆,易健.锥管坡面腔底无阀压电泵流场分析[J].压电与声光.2016
[9].朱佳炜.平面扩散收缩管无阀压电泵内部流场瞬态特性理论分析及实验研究[D].江苏大学.2016
[10].张蕊华,张建辉,朱银法,李培远.3D打印的锥管坡面腔底无阀压电泵[J].振动.测试与诊断.2016