針對(duì)當(dāng)前超聲污水降解及超聲特種加工等節(jié)能、高效、環(huán)保領(lǐng)域大功率超聲換能器發(fā)熱嚴(yán)重的問(wèn)題開(kāi)展研究。主要因?yàn)楦邷貢?huì)導(dǎo)致?lián)Q能器的壓電陶瓷快速老化,壽命縮短,甚至去極化等;進(jìn)一步導(dǎo)致共振頻率漂移,振幅衰減,加工精度降低,振動(dòng)加工系統(tǒng)失穩(wěn)等諸多不利影響。目前大功率壓電超聲換能器降溫的主要方式有水冷、風(fēng)冷散熱方式,然而此類傳統(tǒng)方法只能降低系統(tǒng)外表溫度,但換能器內(nèi)部溫度仍然較高。為了進(jìn)一步解決大功率超聲換能器的發(fā)熱問(wèn)題,本文以應(yīng)用最為廣泛的夾心式壓電超聲換能器為原型結(jié)合高密度散熱的熱超導(dǎo)管,設(shè)計(jì)了一種新型的耦合熱超導(dǎo)管的高密度散熱型壓電復(fù)合夾心超聲換能器,可在換能器的金屬前蓋板、后蓋板或厚電極位置徑向穿孔,用于連接具有強(qiáng)散熱能力的熱超導(dǎo)管散熱裝置,以從換能器內(nèi)部傳遞熱量。利用擁有高密度相變換熱特性的熱超導(dǎo)管對(duì)大功率超聲換能器進(jìn)行散熱降溫,以期解決因高溫導(dǎo)致?lián)Q能器壓電陶瓷急劇老化、壽命短,甚至退極化等行業(yè)技術(shù)難題,從而確保其穩(wěn)定的工作性能及強(qiáng)超聲輻射效率,并改善超聲振動(dòng)加工質(zhì)量和提高超聲液體處理效率。通過(guò)建立機(jī)電等效電路,采用有限元方法和數(shù)值計(jì)算方法,對(duì)熱超導(dǎo)管換能器的熱管耦合深度、管徑、管數(shù)及熱管位... 

【文章來(lái)源】：浙江師范大學(xué)浙江省

【文章頁(yè)數(shù)】：90 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
1 前言
    1.1 研究背景及意義
    1.2 換能器散熱的研究現(xiàn)狀
        1.2.1 氣介、液介制冷
        1.2.2 半導(dǎo)體制冷
        1.2.3 熱管制冷
    1.3 主要研究?jī)?nèi)容
        1.3.1 換能器溫度場(chǎng)分布
        1.3.2 研究目標(biāo)及內(nèi)容
2 徑向穿孔壓電換能器的縱振特性分析
    2.1 徑向穿孔變幅桿的等效電路
        2.1.1 徑向穿孔薄圓盤的厚度振動(dòng)等效電路
        2.1.2 任意變截面徑向穿孔變幅桿的縱振等效電路
        2.1.3 常用截面的徑向穿孔變幅桿縱振等效電路
    2.2 節(jié)面徑向穿孔換能器的縱振特性
        2.2.1 節(jié)面位置穿孔任意變截面換能器的等效電路
        2.2.2 節(jié)面位置穿孔任意變截面換能器的共振及反共振頻率方程
        2.2.3 節(jié)面位置穿孔任意變截面換能器的縱振特性
    2.3 電極徑向穿孔復(fù)合換能器的縱振特性
        2.3.1 電極位置穿孔等截面復(fù)合換能器的等效電路及共振頻率方程
        2.3.2 電極位置穿孔等截面復(fù)合換能器的縱振特性
    2.4 本章小結(jié)
3 徑向穿孔壓電換能器的縱振特性有限元分析
    3.1 有限元分析方法
        3.1.1 幾何建模
        3.1.2 材料定義及求解域設(shè)定
        3.1.3 邊界條件設(shè)定
        3.1.4 網(wǎng)格剖分
        3.1.5 求解及后處理
    3.2 徑向穿孔變幅桿有限元仿真分析
        3.2.1 穿孔幾何尺寸對(duì)變幅桿共振頻率的影響
        3.2.2 穿孔對(duì)變幅桿位移振幅和振速的影響
    3.3 徑向穿孔換能器有限元仿真分析
        3.3.1 薄電極換能器
        3.3.2 厚電極復(fù)合換能器
    3.4 本章小結(jié)
4 高密度散熱型復(fù)合壓電換能器的振動(dòng)特性分析
    4.1 徑向耦合熱超導(dǎo)管的金屬薄圓盤彎曲振動(dòng)
    4.2 徑向耦合熱超導(dǎo)管的高密度散熱復(fù)合換能器縱向振動(dòng)
        4.2.1 前蓋板位置耦合熱超導(dǎo)管的換能器縱向振動(dòng)特性
        4.2.2 電極位置耦合熱超導(dǎo)管的復(fù)合換能器縱向振動(dòng)特性
    4.3 本章小結(jié)
5 樣品試驗(yàn)與測(cè)試
    5.1 樣品換能器頻率測(cè)試
        5.1.1 穿孔換能器樣品頻率測(cè)試
        5.1.2 高密度散熱換能器樣品頻率測(cè)試
    5.2 樣品換能器換熱性能測(cè)試
        5.2.1 高密度散熱壓電超聲換能器散熱性能測(cè)試
        5.2.2 高密度散熱壓電超聲換能器振動(dòng)特性測(cè)試
    5.3 本章小結(jié)
6 總結(jié)與展望
參考文獻(xiàn)
附錄 A 穿孔復(fù)合換能器系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)圖
附錄 B 熱管換能器溫度場(chǎng)數(shù)據(jù)
攻讀學(xué)位期間取得的研究成果
致謝


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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博士論文
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碩士論文
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[2]變厚度盤形徑—扭復(fù)合振動(dòng)壓電超聲換能器研究[D]. 李陸化.浙江師范大學(xué) 2016
[3]徑向復(fù)合型壓電超聲換能器研究[D]. 蘇超.浙江師范大學(xué) 2012



本文編號(hào)：3154549