非对称坡面腔底无阀压电泵

提出了一种新型的非对称坡面腔底无阀压电泵,这种泵巧妙地利用了泵腔内部的空间,将泵腔底部沿吸入口和排出口方向设计成非对称坡面形状,非对称坡面腔底与压电振子之间形成非对称交替排列的一组锥形流道。当泵工作时,使流体产生单向流动,从而可以不再需要传统的锥形流管;建立了这种泵关于平均值的流阻系数与泵流量关系的力学模型,并利用该模型分析了泵的工作原理;最后制作了非对称坡面腔底无阀压电泵,利用试验证明了上述理论的正确性。试验用泵采用的工作电压为220 V,工作频率为50 Hz,压电振子有效直径为30 mm,当非对称坡面的倾角差为70°,工作介质为水时,泵产生了4.67 mm水柱的压差。

非对称坡面腔底无阀压电泵流场分析

无阀压电泵需要外接用于产生单向流动流管,阻碍了压电泵的微小型化,针对这一缺点提出了非对称坡面腔底无阀压电泵,该压电泵将用于产生单向流动的部件——非对称坡面集成于泵腔的底部。对非对称坡面腔底无阀压电泵进行了计算机建模,基于商用Fluent12软件运用自定义函数(user defined functions,简称UDF)对压电振子运动形式进行了模拟;采用RNGκ-ε湍流模型对瞬态N-S方程进行了求解,分析了泵腔内流场;得出了从20°到70°不同坡面角度下的平均流量,在坡面角为20°时,可以得到最大平均流量为0.864 ml/min,并通过流量测量试验测得该泵的最大流量达到了8.6 ml/min。从仿真和试验的角度验证了该泵的可行性。