【摘 要】
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热驱动双金属膜式微泵是利用微尺度物体的热惯性很小,温度交变引起膜片振动来驱动液体的一种微机电器件.该文以数值模拟为主要手段,深入研究了这种微泵的能量利用过程,找出能
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热驱动双金属膜式微泵是利用微尺度物体的热惯性很小,温度交变引起膜片振动来驱动液体的一种微机电器件.该文以数值模拟为主要手段,深入研究了这种微泵的能量利用过程,找出能量转换和损失的主要环节,提出了优化方案,并用实验研究了泵腔中的残余气体对性能的影响.该文对双金属热驱动微泵建立了温度和振动模拟的统一模型,得到了微泵整体的温度响应和振动响应,通过进一步分析泵体的温度分布和热流分布,对微泵的能量利用与转换过程进行了深入研究.讨论了各个能量损失环节的相关因素.在对热驱动双金属膜式微泵的热学分析基础上,该文对它提出了改进设计方案:降低加热占空比既抑制了加热段的散热,同时又促进了冷却段的降温,可显著提高微型泵电能转换为膜片温升环节的能量利用效率;选用导热系数小的材料,可以提高散热热阻,减小导热损失,有效提高微泵的能量利用率;使驱动复合膜的振动平衡位置保持在初始平整位置附近减小机械能损失.选取最佳的工况,并采用双腔式结构,微泵的流量也将显著提高.
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