无阀微泵泵腔中流体流动的有限元模拟与分析

采用有限元仿真软件ANSYS/FLOTRAN对收缩/扩张型无阀微泵泵腔中流体流动的全过程进行了数值模拟和仿真分析,得到了流体在整个泵腔中的流场构形和流动特性。结果表明,泵腔结构单元的弯道效应与出/入口处流体速度分布的非线性混合将导致腔中的局域涡流现象。通过对3个简单模型的模拟计算,证明了缓冲腔的不同结构对无阀微泵的整流效率有较大影响,是泵腔结构参数优化设计不可忽视的重要环节。     

无线电电子设备结构设计

第四讲无线电电子设备散热问题(下)(二)各种情况下散热系数的计算在对流热交换过程中造成流体运动的原因主要有:1.由流体冷热各部分的密度不同而引起的运动,这种运动称为自然对流.它的发生及其强度完全取决于流体的受热情况、流体的种类、温差以及换热过程进行场所的空间大小.2.由受外力影响(例如泵、鼓风机等)作用而引起流体的运动,这种运动称为强迫对流.它取决于流体的种类、物理性质、温度、流速以及运动发生处流道形状和大小.     

半球缺阻流体无阀压电泵流场分析

为使半球缺阻流体无阀压电泵在医疗、保健、航空航天器等领域得到更好的应用,需对半球缺阻流体无阀压电泵的工作特性进行相关的研究分析。该文首先对半球缺阻流体无阀压电泵的结构和工作原理进行了分析,并对泵内流阻特性进行理论分析;同时,采用有限元软件对半球缺阻流体无阀压电泵内部流场进行了模拟分析,结果表明,泵内流体正反向流时的流速随半球缺半径的增大呈递减趋势,泵腔内部的压强变化平缓。实际加工了样泵及多组不同半径的半球缺组并进行了实验,结果表明,泵的最大输出流量随半球缺半径增大而减小,在工作电压为150V,半球缺半径为4.0mm时,泵的最大输出流量值为121.4mL/min,验证了半球缺能作为无阀压电泵的无移动部件阀及半球缺阻流体无阀压电泵的有效性。     

PDMS薄膜电磁微泵的原理与制作

铁硼永磁薄片以及下部的平面线圈。与硅膜相比，这种泵膜材料使用寿命长，物理化学性质稳定，光学特性和机械特性优良。下部的通电线圈与固连在泵膜上的钕铁硼相互作用，从而引起泵腔体积的变化，进而控制微量流体的进出。泵膜驱动面积为6mm×6mm，厚度为40μm，在频率为5Hz，80mA AC方波信号驱动下，竖直方向上位移可达300μm。     

压电锥形流管无阀泵的研究——气穴现象

分析了压电锥形流管无阀泵的气穴现象,首先发生在高速吸入过程的振动子中心区域;同时利用气穴现象阐述了流体温度变化对泵流量影响的原因;最后通过实例说明了增加流量减少气穴现象发生的具体方法,为 泵的应用设计提供了依据。     

基于氦氖激光折射法的矿物油温度分布非接触测试研究

在研究具有温度分布的流体流动特性过程中,如何避免测温装置对流体流动特性的干扰,是一个长期困扰流体特性研究者的课题。本文详细介绍了基于氦氖激光折射法的矿物油温度分布非接触测试基本原理,测试过程及测试结果,并对理论计算与实验测试结果进行了比对分析。研究结果表明,利用激光在具有温度分布的透明介质矿物油中的折射效应,可以有效地实现矿物油温度分布的非接触测量。     

静压驱动下微流体的流动特性

从微沟道的加工工艺出发,建立了一套利用静压驱动微流体的测试方法.该方法比较容易实现压差的恒定.分析了不同因素如压差、工作流体类型、温度等因素对流体流动特性的影响,既得到了一些和宏观流体相同的流动特性,也得到了微流体所特有的流动特性.这些结果不仅为理解微流体的流动特性提供了新的证据,而且也为利用微流体的某些流动特性制作器件提供了新的参考.     

静压驱动下微流体的流动特性

从微沟道的加工工艺出发,建立了一套利用静压驱动微流体的测试方法.该方法比较容易实现压差的恒定.分析了不同因素如压差、工作流体类型、温度等因素对流体流动特性的影响,既得到了一些和宏观流体相同的流动特性,也得到了微流体所特有的流动特性.这些结果不仅为理解微流体的流动特性提供了新的证据,而且也为利用微流体的某些流动特性制作器件提供了新的参考.     

基于PMMA的微泵研制

无阀微泵经常被使用是为了直接控制微泵的流量,它避免了阀片的不稳定性引起的微泵失效。本文叙述了以聚合物PMMA为材料来制作微流体器件微泵,给出微流体制作工艺的几种方法并从中选出适合于PMMA微泵制作方法,进行无阀微泵制作与测试,最后对用PMMA材料制作的微泵进行了流量和背压的测试。     

基于L-M算法的管内流体流量及温度单参数识别

管道内部流量及温度的测量在工业生产和工程应用中具有重要作用。采用高温管道一维稳态导热模型探讨了管道外壁面温度随流体流量及温度的变化规律。基于管道外壁面温度,采用列文伯格-马夸尔特(Levenberg-Marquardt,L-M)算法对管道内流体流量及温度单参数识别进行了研究,并分析了外壁面上的测温点个数对识别结果的影响。结果表明,流体流量或温度与测温点温度之间是一一对应的;流体流量越小,流体温度越高,则流体流量的识别精度越高;流体流量越大,流体温度越高,则流体温度的识别精度越高;无论存在测温误差与否,流体流量及温度的单参数识别结果均非常精确。     

An advanced engine thermal management system: nonlinear control and test

Internal combustion engine thermal management system functionality can be enhanced through the introduction of smart thermostat valves and variable speed electric pumps and fans. The traditional automotive cooling system components include a wax based thermostat valve and crankshaft driven water pump. However, servo-motor driven valves, pumps, and fans can better regulate the engine's coolant fluid flow to realize fuel economy gains and tailpipe emission reductions. To study these cooling system actuators, with accompanying nonlinear control strategy, a scale experimental system has been fabricated which features a smart valve, electric coolant pump, radiator with electric fan, and immersion heater. In this paper, mathematical models will be presented to describe the system's behavior. A nonlinear controller will then be designed for transient temperature tracking. Representative experimental results are presented and discussed to demonstrate the smart valve's operation in maintaining the temperature within a neighborhood of the target value for various scenarios including highway mode, full power with load disturbance, and quick heat.     

压电锥形流管无阀泵的研究--振动解析及泵体容积变化量

压电锥形流管无间泵是容积型往复式泵的一种新形式,其动力源振动子的振动与活塞式的振动截然不同。文章着重分析了这种泵的振动及泵体容积变化量,同时用实验证明了理论分析的正确性。为进一步分析压电锥形流管无间泵流动原理打下了基础。     

微通道尺寸对开通道电渗泵性能的影响

开通道电渗泵的结构简单,性能优越,制作工艺满足标准MEMS微加工工艺,是实现微泵片上集成应用的重要途径之一,可应用于微电子机械系统中作为液压致动元件。开通道电渗泵的压力流量性能与微通道的尺寸参数有直接关系。首先理论分析了微通道的长度、宽度和高度对开通道电渗流性能的影响,得出了各参数对电渗流性能的影响趋势。应用MEMS CAD软件Coventorware对微通道尺寸的影响进行了数值仿真分析,结果表明:数值仿真得出的结论与理论分析相一致,高深宽比微通道的电渗泵,减小宽度W和深度H有助于提高开通道电渗泵的压力,但流量也随之减小,设计时宽度和深度需折衷取值;长度L只对流量有影响,对压力无影响,通过优化设计微通道的几何尺寸可以使开通道电渗泵的压力和流量性能得以提高。     

发电厂锅炉给水泵变频改造方案分析(下)

随着我国煤电机组综合升级改造步入"深水区",发电厂在大量的风机和凝结水泵已经进行了变频调速节能改造的情况下,"动刀"号称火电机组"心脏"的液力耦合器调速的电动给水泵已经势在必行了。关键是要拿出改动最小,投资最少,节能效果最好的科学合理的改造方案来。     

发电厂锅炉给水泵变频改造方案分析(上)

随着我国煤电机组综合升级改造步入"深水区",发电厂在对大量的风机和凝结水泵已经进行了变频调速节能改造的情况下,"动刀"号称火电机组"心脏"的液力耦合器调速的电动给水泵已经势在必行了。改造关键是要拿出改动最小、投资最少、节能效果最好的科学合理的改造方案来。     

单频大功率光纤放大器中抑制受激布里渊散射的理论分析

对单频大功率光纤放大器中的受激布里渊散射(SBS)抑制问题进行了分析和模拟。建立了双包层光纤放大器的含有受激布里渊散射效应的传输方程组,并考虑了温度差对受激布里渊增益系数的影响。通过数值求解方程组研究了前向、后向和双向抽运方式下,抽运功率、对流系数、光纤长度和斯托克斯频率偏移对受激布里渊散射增益的影响。在抽运功率、对流系数和光纤长度均相同的条件下,后向抽运方式的受激布里渊增益最小;对流系数或光纤长度的减少会降低受激布里渊增益。计算了总抽运功率为1kW,三段抽运方式下的受激布里渊增益,其结果远远大于增益阈值。因此,设计单频大功率光纤放大器宜采用后向抽运方式,尽量减小光纤外表面空气的对流速度以增加温度差,同时应该尽量缩短光纤长度。     

A multiple disk centrifugal pump as a blood flow device

A multiple disk, shear force, valveless centrifugal pump was studied to determine its suitability as a blood flow device. A pulsatile version of the Tesla viscous flow turbine was designed by modifying the original steady flow pump concept to produce physiological pressures and flows with the aid of controlling circuitry. Pressures and flows from this pump were compared to a Harvard Apparatus pulsatile piston pump. Both pumps were connected to an artificial circulatory system. Frequency and systolic duration were varied over a range of physiological conditions for both pumps. The results indicated that the Tesla pump, operating in a pulsatile mode, is capable of producing physiologic pressures and flows similar to the Harvard pump and other pulsatile blood pumps.     

高压变频调速水泵与工频水泵并联在供水系统中的应用

能源浪费一直是制约我国经济发展的一个重要因素,其中供水系统的能源浪费尤为严重。高压水泵因功率大、能耗高的特点,一直是节能领域的重点。由此加装高压变频器就成为企业节能的首选。但高压变频器价格昂贵,占地面积大是其加装改造的弊端。本文通过对高压调速水泵与工频水泵并联使用的研究。以河北钢铁集团邯钢公司能源中心CsP水处理CO3供水系统为例,对8台水泵中的两台进行高压变频改造,使系统成为调速水泵与工频水泵并联运行。改造后,不仅降低了投资,而且节电效果明显。实现了低投入、高节能回报的目的。     

Flat-gain fiber Raman amplifiers using equally spaced pumps

This paper analyzes the gain flatness of multiwavelength pumped fiber Raman amplifiers using equally spaced pumps with both a fixed and an optimized central pump wavelength. The signal gain ripple using equally spaced pumps is compared with the case in which the pump wavelengths are allowed to vary for two, four, and eight pumps with 20-, 40-, and 80-nm signal bandwidths. The paper shows that using an optimized central pump wavelength with equal pump spacing simplifies system design, while the gain ripple is no more than 0.4 dB larger than the ripple obtained when the pump wavelengths are optimized for the cases considered.     

Anthropomorphic cardiac ultrasound phantom

A new phantom is described which simulates the human cardiac anatomy for applications in ultrasound imaging, ultrasound Doppler, and color-flow Doppler imaging. The phantom consists of a polymer left ventricle which includes a prosthetic mitral and aortic valve and is connected to a mock circulatory loop. Aerated tap water serves as a blood simulating fluid and ultrasound contrast medium within the circulatory loop. The left ventricle is housed in a Lexan ultrasound visualization chamber which includes ultrasound viewing ports and acoustic absorbers. A piston pump connected to the visualization chamber by a single port pumps degassed water within the chamber which in turn pumps the left ventricle. Real-time ultrasound images and Doppler studies measure flow patterns through the valves and within the left ventricle.