無閥式微幫浦之數值模擬研究.pdfVIP

第七届海峡两岸制冷空调技术交流会 燕同式微帮浦之敷值模凝研究 TheNumerical of SimulationValveless Micro—Pump 榻惶祥1、隙英洋2、榻秉j{屯1、王臀川1 工檠技衍研究院能源舆资源研究所 2霎林科技大罩工程罩院横械系 F1uid 本文主要使用ComputationalDynamicstools(CFDACE+2002)柬模掇分 析燕同式微帮浦内部流勤状熊，探讨频率、喷嘴，接散器髑口角度及振幅封燕蔺 式微帮浦之性能影警，模凝禧果颢示浮流率畲随著频率及喷嘴／援散器阴口角度 增加而增加，然而在振幅封浮流率的影馨模摄中，不同角度在不同振幅下，一般 状沉流量畲随振幅增加而增加，但在嗣口角大於lo度而振幅接近150—200／am 睛，流量台有突降的现象虚生，主要原因在於喷嘴端跟搪大器端的流速差在振幅 增加及阴口角度增加睛增大，喷嘴端出口流速遇陕推揞搪散器端入口流髓，降低 入口端的入口流速，而使得流量舍有突降的现象麈生。 一、籍袷 微流髓控制系统已成功鹰用在化肇分析、臀罩及生物瞥罩之臆用及工桨生彦 流程之控制上，微流髓控制系杭一般包合微帮浦、主勤或被勤蔺、微通道及微感 测器等祖件，现在已槛疆展出束敷倜使用不同致勤原理如electromagnetic【1】， andbias piezoelectric[2】，shapememoryalloy spring[3】，electrostatic【4]， biometallic[6]的主勤式微阀门，然而上逋之模粗因秸棒 thermopneumafic【5】，and 相喾梗稚，所以要将之小型化是相雷困鞋，因此黉展出舌午多不具致勤性的被勤式 微蔺阳【7—101，但是探用被勤蠲必然包含勤件，若微帮浦中包含静多的勤件畲造 成许多的缺黠，如合因勤件的磨损及疲劳弹致性能及可靠度的降低，也舍蹲致流 樱淘P目暗崖生很高的流髓厦力损失，且流髓流遇陶阴晴可能彦生的冈阳阻塞也是 一倜相凿大的缺黠。 De flowresistance 所以VanPol[11]首先提到在帮浦中以direction-dependent 代替蠲阴的靓念，鼗展出一倜新的援散器，喷嘴微蒂浦原则，他不包含勤件，蓝 and 使用雨倜接散器／喷嘴段种来代替被勤式滴阴，StemmeStemme[12]监首次裂 作出可寅隙逼作的辄蠲式微帮浦，他们使用傅杭的裂程东敷作，蓝使用圆锥形撞 散器，且尺寸属公分，Gerlach[131第一倜使用矽束裂作出燕闼式微帮浦，他使用 晶格方向100的矽触刻出角锥形式的攮散器，所裂作之5x5寸之微 帮浦在工作频率霈5 kPa，j置些研 kHz暗可崖生最大流量300／aL／min最大厦力7 究桔果颢示此獯毅种是筒罩、可靠及便宜的。 喾磕忍燕陶式微帮浦的逼作方式舆原理的可行性之後，有相富多嗣於燕同式 微帮浦内部的流勤特性舆分析模式的建立舆最佳化的相翮研究持楦遭行，1995 年Gerlach[13]鼗展一倜静憋模式(Staticmodel)束描进燕蔺式微帮浦，1995年 Olsson[141我表一倔新的鬻浦原则，建立一倜由雨徊韭骄的腔髓祖成的微帮浦， 第七届海峡两岸制冷空调技术交流会 1997年Olsson[15]提到若使用不可厘稿流属工作流髋，藉由其援散器内之流髓的 勤能及帮浦薄膜内位能的平衡，可使用一徊弹簧一赏量(spring．mass)系航柬描 述微帮浦薄膜的振勤，韭使用electricalanalogy来模凝颦浦逼作。1998年 Ullmann[161封罩腔及堡腔微帮浦性能做分析，监封封笺腔微鬻浦的串、韭骄做 出性能比较，