壓電泵作為微電子機(jī)械系統(tǒng)中最常用的核心驅(qū)動(dòng)元件和執(zhí)行元件,在微量化學(xué)分析,高精密?chē)娔蛴?芯片冷卻等領(lǐng)域均有廣闊的應(yīng)用前景。傳統(tǒng)的擴(kuò)散收縮管無(wú)閥壓電微泵雖然避免了有閥結(jié)構(gòu)的先天性缺陷,但也存在輸出效率低不能連續(xù)出流的缺點(diǎn),因此研發(fā)基于其他工作原理的新型微泵成為近年來(lái)研究熱點(diǎn)之一。本文提出了一種基于附壁射流理論的阻塊式無(wú)閥壓電微泵,該泵不僅結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,有利于微型化和加工,而且可實(shí)現(xiàn)大流量出流的目標(biāo),容積效率可高到50%以上。本文的主要研究?jī)?nèi)容和結(jié)論如下:1.基于附壁射流理論,首次利用半圓柱與三棱柱構(gòu)成的阻塊誘導(dǎo)射流附壁,從而提出一種可高效大流量出流的無(wú)閥壓電微泵。在驅(qū)動(dòng)頻率(f)25Hz¹25Hz和電壓幅值(V)50vpp³00vpp范圍內(nèi),對(duì)不同泵腔大小(Rc),長(zhǎng)寬比(L₁/d)以及擴(kuò)散角(θ)下的微泵性能進(jìn)行試驗(yàn)研究。結(jié)果表明:當(dāng)頻率不變時(shí),凈流量隨著電壓幅值的增加而增加;當(dāng)V=200vpp時(shí),微泵凈流量隨著頻率的增加先增加后減小,但不同泵腔大小下凈流量最優(yōu)值對(duì)應(yīng)的頻率不同;在長(zhǎng)寬比4⁸,擴(kuò)散角3...

【文章頁(yè)數(shù)】：97 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
abstract
第一章 緒論
    1.1 引言
    1.2 微泵
    1.3 壓電泵
        1.3.1 壓電泵的分類(lèi)及其工作原理
        1.3.2 無(wú)閥壓電泵的國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀
        1.3.3 無(wú)閥壓電泵的發(fā)展趨勢(shì)
    1.4 本文研究的主要內(nèi)容
        1.4.1 課題的來(lái)源與介紹
        1.4.2 本文主要內(nèi)容
第二章 無(wú)閥壓電微泵的基礎(chǔ)理論
    2.1 微尺度流動(dòng)理論
        2.1.1 微尺度流動(dòng)中的無(wú)量綱參數(shù)
    2.2 壓電振子理論基礎(chǔ)
    2.3 阻塊式附壁射流無(wú)閥壓電微泵的理論基礎(chǔ)
        2.3.1 附壁射流理論
        2.3.2 工作原理
        2.3.3 凈流量與微泵效率計(jì)算
    2.4 本章小結(jié)
第三章 無(wú)閥壓電微泵的加工工藝
    3.1 微泵的加工材料
    3.2 硅基微泵的加工工藝
        3.2.1 光刻掩膜版制作
        3.2.2 硅基的光刻與刻蝕
            3.2.2.1 基片清洗
            3.2.2.2 薄膜沉積
            3.2.2.3 光刻膠涂覆
            3.2.2.4 前烘
            3.2.2.5 光刻對(duì)準(zhǔn)
            3.2.2.6 曝光
            3.2.2.7 顯影與后烘
            3.2.2.8 刻蝕
        3.2.3 硅片與玻璃的鍵合
    3.3 阻塊式附壁射流無(wú)閥壓電微泵的工藝流程
    3.4 本章小結(jié)
第四章 阻塊式附壁射流無(wú)閥壓電微泵的試驗(yàn)研究與數(shù)值模擬
    4.1 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
    4.2 試驗(yàn)研究
        4.2.1 試驗(yàn)臺(tái)布置
        4.2.2 試驗(yàn)結(jié)果與分析
    4.3 數(shù)值模擬
        4.3.1 流動(dòng)模型的選用
        4.3.2 計(jì)算模型及邊界條件的設(shè)置
        4.3.3 網(wǎng)格無(wú)關(guān)性分析
        4.3.4 周期與時(shí)間步長(zhǎng)無(wú)關(guān)性分析
        4.3.5 模擬方法可靠性分析
    4.4 本章小結(jié)
第五章 阻塊式附壁射流無(wú)閥壓電微泵的瞬態(tài)性能分析
    5.1 模擬結(jié)果與分析
        5.1.1 阻塊半徑對(duì)微泵性能的影響
        5.1.2 擴(kuò)散角對(duì)微泵性能的影響
        5.1.3 劈結(jié)構(gòu)對(duì)微泵性能的影響
        5.1.4 雷諾數(shù)與驅(qū)動(dòng)頻率對(duì)微泵性能的影響
        5.1.5 長(zhǎng)寬比與進(jìn)出口流道寬度比對(duì)微泵性能的影響
    5.2 響應(yīng)面法性能分析
    5.3 本章小結(jié)
第六章 總結(jié)與展望
    6.1 本文工作
    6.2 展望
參考文獻(xiàn)
致謝
攻讀碩士期間研究成果



本文編號(hào)：3805245