三棱柱阻流体无阀压电泵的设计与试验

摘要

以三棱柱阻流体为无移动部件阀,结合3D打印技术的快速一体成型特点,设计并制作了以压电振子为动力源的三棱柱阻流体无阀压电泵.分析了该无阀压电泵的工作原理、理论流量和振子振动特性,推导出了它的的流量表达式.利用有限元法对三棱柱阻流体的流阻特性进行了仿真模拟,由其内部压强分布及进出口流速情况,定性分析了三棱柱阻流体的正反向流阻大小.最后,使用3D打印机制作了该无阀泵的试验样机,并进行了流阻和流量测量试验.试验结果表明:三棱柱阻流体具有正反向绕流流阻不等的特性,当驱动电压为550 V,驱动频率为8 Hz时,该压电泵的输出流量达到最大,为29.8 mL/min.结果证明了该三棱柱阻流体无阀压电泵具有良好的输送流体的能力.