液体混合用双入口压电泵仿真分析与试验研究.docVIP

 液体混合用双入口压电泵仿真分析与试验 研究# 吴迪，李立安，曾平，程光明** 5 10 15 20 25 30 35 （吉林大学机械科学与工程学院，长春 130022） 摘要：本文将压电泵应用于液体的混合，设计了液体混合用双入口压电泵，并分析双入口压 电泵的工作原理。采用 Fluent 软件对双入口压电泵腔体内部流动液体的压力分布和速度分布 进行模拟仿真，并分析仿真结果。对双入口压电泵两入口吸入量和总的泵出量进行试验测试， 试验结果表明：双入口压电泵可以实现两种液体混合后的输出，且通过调节压电泵的驱动频 率可以控制两入口吸入量占泵出量的百分比，从而控制混合后输出液体的性质。 关键词：压电泵；双入口；液体混合 中图分类号：TH38 Simulation and Experimental Study on Double-entrance Piezoelectric Pump for Liquid Mixing WU Di, LI Lian, ZENG Ping, CHENG Guangming (Institute of Mechanical Science and Engineering,Jilin University, ChangChun 130022) Abstract: This article put forward using multi-entrance piezoelectric pump in the liquid mixing areas,double-entrance piezoelectric pump are designed and theirs working principles are analyzed.Fluent is used to simulate liquid velocity and pressure distribution in cavity body of double-entrance piezoelectric pump.By testing intake account for pump output of double-entrance piezoelectric pump and test results show that: double-entrance piezoelectric pump can output a mixture of two liquids and the percentage of intake account for pump output of double-entrance piezoelectric pump can be controlled by regulating the driving frequency as a result of controling the characteristic of the mixing liquid. Keywords: Piezoelectric Pump; Double-entrance; Liquid Mixing 0 引言 压电泵是把驱动元件、传动元件和执行元件三者融为一体的流体泵[1-3]，所以它比传统 的流体泵体积小，并且消除了运动部件可能产生的压力损失、磨损以及疲劳破坏，简化了泵 的结构。由于压电泵具有体积小、结构简单、无电磁干扰、工作噪音小、单位输出功率大、 便于微型化等诸多优点[4-6]，所以压电泵具有重要研究价值。 液体混合是借助液体具有的流动性，使两种物质在混合设备中达到均匀分散、全面接触， 从而形成一种新的物质。液体混合技术在工业上的应用集中在炼油、化工等领域，是其生产 过程中极其重要的组成部分，近年来，随着社会分工的逐渐细化，在食品、涂料、油漆、医 药等领域也出现了大量有关液体混合装置的研究。目前对于液体混合方式的研究主要集中在 流道内混合[7,8]，如果在压电泵腔体内能够实现液体混合的话，可以将液体的输送部分和混 合部分融为一体，简化了液体混合装置的结构，便于液体混合装置的微型化。 基金项目：教育部高等学校科技创新工程重大项目培育资金（708028） 作者简介：吴迪，（1983-），女，硕士研究生，主要研究方向：微小型机械设计理论及应用。 通信联系人：曾平，（1957-），女，教授，主要研究方向：微小型机械设计理论及应用。E-mail: zengping321@163.com -1- 1 液体混合用双入口压电泵结构设计  40 45  1.1 双入口压电泵结构特点 根据压电泵的结构特点，将其应用于液体的混合设计了双入口压电泵，结构如图 1 所示。 它是由压电振子、泵体、伞形截止阀和入/出口管道组成。它的结构特点是入口个数为两个， 对称的