螺线形流管无阀压电泵的试验研究

摘要

流体在螺线形流管中流动时受到的哥氏力,能够增强流体的传质效果,实现输送流体的功能。研究表明进出流管一侧为斜线另一侧为螺旋线的单螺线形流管无阀泵具有泵功能,而进出流管形状为异向螺线时相较于单螺线形流管哪种泵输出性能更优,以及进出流管形状为同向螺线形时是否具有“泵”功能,或者其输出是否低于异向螺线形流管无阀泵,却没有相关研究。为了更好地发挥螺线形流管在无阀压电泵中的优势,拓展该种类无阀泵的应用场合,需要进一步探讨螺线形流管的布局方式对泵输出性能的影响。分析流体在螺线形流管内部的流动情况,推导顺、逆时针流动时的速度差公式,认为螺线形流管无阀泵流量是由进、出水流管的流阻差造成的。利用3D打印技术,设计制作同向螺线、异向螺线以及单螺线形流管三种不同流管布局的无阀压电泵,测量不同频率下三种泵的流量。发现相同电压下,单螺线形流管无阀泵的流量最大,且其最佳工作频率也最大;同向螺线形流管无阀泵也有泵输出,但是输出量很小;当螺线形流管无阀泵的驱动功率较小,其驱动力不足以抵抗流管沿程的流阻损失时,反而体现不出其螺线形流管的优势。