微泵的分类及其研究的最新进展

对近年来所研究的压电式、静电式、电磁式、气动式、电渗式、表面张力式、磁流体式和热气泡式微泵的设计方法、驱动原理和工作特点分别进行了系统的总结,介绍了国内外具有代表性的几种微泵的系统结构、部件尺寸、性能参数,进行了归纳和对比分析,总结了微泵的发展趋势,为今后微流体驱动方案的设计提供参考.     

微加热器上不同工质的气泡动力学实验

设计并采用MEMS工艺制造了一种特征尺寸10 μm并能产生单一稳定微米气泡的Pt薄膜加热器。在不同加热脉冲宽度条件下（100~1 000 ms）,用CCD摄像头和MATLAB程序定量研究了在乙醇、除气水和纳米流体中微气泡的动力学过程。研究发现:不同流体中,随着脉冲宽度的增加气泡直径增大,所需的起始功率减小。乙醇中气泡成核所需的功率最小,气泡直径最小;而纳米流体中所需功率最大,气泡直径也最大。通过表面张力与成核的理论模型对此进行了初步的理论分析。     

微小电流间接热驱动Ni-Ti形状记忆合金片的研究

形状记忆合金片状驱动器具有电阻小,电流热驱动有效功率低,能源浪费大,驱动时间长等缺点,尤其是微小电流热驱动时,驱动器甚至不能动作.为了克服这些缺点,通过传热学理论分析、相关实验验证和计算机ANSYS仿真,提出了一种利用锂电池构造恒流源来提供毫安级微电流,驱动加热丝间接导热,快速驱动形状记忆合金片的方法.结果表明,利用毫安级小电流可以间接使得片状驱动器在6s左右动作,实现了微小电流控制驱动形状记忆合金片状驱动器.     

电磁悬浮式微驱动器的同步跟随驱动设计

提出了一种基于CPLD控制的多路电流方向快速转换的新方法,解决了电磁悬浮式微驱动器的磁场同步跟随问题,实现了微动平台的同步跟随运动.设计了以CPLD为核心的快速电流方向变换同步跟随驱动电路,通过光耦隔离同步触发可控硅达到导线通电模式转换的控制,达到了电流方向改变目的,实现了电磁场的同步跟随运动.用实验验证了电磁悬浮式微驱动器同步跟随驱动设计的可行性和实用性.     

新型惯性式压电旋转驱动器

提出通过机械方式控制压电移动驱动器和支撑面之间摩擦力的有序变化,形成有规律运动的新型惯性式压电旋转驱动器的研究方案。设计了旋转驱动器的结构模型,分析了驱动器的受力和运动原理,制作了旋转驱动器样机,并作了相关的性能测试,得到了旋转驱动器的旋转步长,转速随驱动电信号频率、幅值变化的关系曲线。试验结果表明,研制的旋转驱动器能实现大行程(360°)、高分辨率(15μrad)、高转速(0.26 rad/s),且运动性能稳定。该旋转驱动器在精密运动、微操作、光学工程、精密定位等精密工程中有广阔的应用前景。     

高精度压电步进直线驱动器

提出一种以压电叠堆为驱动动力源的新型精密直线驱动器方案。定子采用柔性铰链双侧对钳方式交替对动子起到钳位作用。对驱动器工作原理进行了分析研究,建立了机械系统的数学模型。采用MSC Patran/Nastran软件对机械结构进行了仿真分析,并对所开发的驱动器样机进行了实验测试。测试结果与理论分析结果基本相符,样机的运动速度可达1.52mm/m in、单步最小位移(运动分辨率)为3.35 nm。驱动器性能稳定可靠,可望在精密工程等相关领域得到应用。     

侧孔式微型传声器设计及模拟

提出了一种新的微型传声器电容结构,即侧孔式微传声器。侧面开孔一方面降低了振膜的初始应力,提高振膜的机械灵敏度。另一方面,侧面开孔可以减小气流阻力,提高微传声器的频率宽度,同时避免了背孔结构可能带来的"软背极板"效应。使用有限元分析软件ANSYS和MATLAB软件对侧孔式微传声器的机械灵敏度和频率响应进行了理论模拟。     

微圆柱阵微通道内沸腾换热及气泡运动特性研究

基于流体体积(VOF)模型对恒定热流密度下的微圆柱阵通道内的流动沸腾换热特性展开数值研究,并利用几何重构法捕捉气液两相界面迁移变化,研究了流道内流速的分布和微圆柱高度对气泡分布、沸腾换热性能及沸腾不稳定性的影响。结果表明:微圆柱的存在增加了气泡核化点密度;气泡运动增加了工质与加热壁面接触的可能性;微圆柱高度较低时,易发生气塞现象,加热面散热不均导致局部异常过热,换热性能下降;微圆柱阵通过阻碍气泡反向流动来降低沸腾不稳定性,但微圆柱高度过高会造成换热系统振荡,影响传热可靠性。     

基于灵敏度解析的微机械陀螺结构优化方法

以一种音叉振动式微机械陀螺为研究对象,对其复杂多自由度模型的24个设计参数进行灵敏度解析,分别计算其对系统驱动模态和检测模态固有频率的动态灵敏度,筛选并确定出5个对最终输出性能影响最为关键的尺寸参数;以这5个参数为设计变量,并以系统输出特性作为优化目标对微陀螺结构进行了优化.灵敏度解析方法的应用有效解决了微陀螺结构优化过程中所存在的计算量大、解析时间长等实际问题,对相关MEMS器件的结构优化设计研究具有一定的参考价值.     

直管形行波微流体驱动模型的模态与谐响应分析

利用有限元分析软件建立了基于超声行波驱动微流体的直管形模型，通过动力学分析，得到了模型的固有频率和振型，并研究了结构参数与频率的关系、频率与电压的关系，对了解直管形微流体驱动模型的动态性能, 进行结构优化设计有一定的借鉴意义.     

XZ- S J型伸缩式铁路油罐车加热器的设计

为解决无加热装置铁 路油罐车在 北方冬季使 用时,因油品冷 凝而无法卸 出的问题,设 计了 Ｘ Ｚ－ Ｓ Ｊ 型伸缩式加热器,放入油罐 车内部对冷凝油品进行加 热。该加热 器进入罐车后自动分开 向两端延伸,最大限度的扩大了加热范围和缩小了与罐车两 端的距离。因此, 这种加热方法与传统 的外部蒸汽加热方法相比,可大大缩短加热时 间, 显著提高加 热效率。同时保护了 栈桥环境并 节省了大量 能源,另外,针对不同的油品冷凝状态,设计了上分式和下分式两种分开结构,详细的论述了该加热器的结构设计和加热面积的计算,以及两台下分式加热器的实际测试结果,并对试验结果进行了分析。 Ｘ Ｚ－ Ｓ Ｊ 型伸缩式加热器的使用可有效地解决北方冬季无加热装置油罐车长途运输卸车问题     

基于遗传算法的高压加热器模型自校正研究

针对火电机组仿真系统建模过程中长期面临的一些问题,提出了基于遗传算法的热力设备仿真模型自校正软计算方法,并以电站高压加热器为例,研究开发了具备自校正能力的高压加热器动态仿真模型.试验表明:研发的模型能够自动跟踪并精确反映高压加热器的热力特性变化,提高了建模效率和模型的动静态精度,为火电机组仿真机模型的开发和系数优化探索...     

氮化硅薄膜热性能测试研究

提出了一种可以测试氮化硅薄膜热导、热容的方法。该方法采用微机械加工技术制作成悬空结构,利用Pt薄膜来做加热与测温电阻。设计了合理的测试方案来减小测试过程中Pt薄膜附加热导、热容带来的影响。用Matlab模拟了结构的热响应特性。在Pt薄膜中通入直流电流后, 桥面温度逐渐升高,最终达到稳定,在相同的电流输入下,微桥的热容、热导越大,桥面的温升越小。讨论了无效加热电阻和微结构加工工艺对测试精度的影响,并给出了提高测试精确度的方法。     

PTC电加热在空调器上的应用

PTC电加热器是目前房间空调器辅助电加热的主要方式。根据PTC电加热器的种类及其特点,提出了PTC电加热器应用与控制的技术要求,指出了在具体应用中的检测方法和质量控制指标。     

300MW机组低压加热器疏水系统优化

火电厂热力系统不同疏水方式对机组的经济性有很大影响.使用疏水冷却器,可以降低疏水温度,达到回收疏水热量的目的.疏水泵则因其能够截流疏水而达到接近混合式加热器的抽汽热量利用效果.通过等效热降法分别对疏水泵和疏水冷却器的节能效果进行了计算分析,并以国产N300—16.7/537/537机组为例,论证了300MW机组的低加回热系统在设计工况下采用疏水泵可以提高机组的热经济性能.实践表明：等效热降法对热力系统的节能改造及经济运行具有重要的指导意义,可为热力系统的节能改造提供数据支持.     

板式红外辐射器辐照均匀性改善研究

针对板式辐射器加热物体时,被加热物体边缘处辐照均匀性较差的问题,提出两种措施进行改善,并建立相应模型,采用角系数的代数分析法,分析相关参数变化对辐照均匀性的影响.一种措施是以一方向无限长的两平行面为基础,在加热面两端各加一与加热面温度相同、性质相同的加热面,结果表明:侧加热面长度及其与垂直方向夹角大小对辐照均匀性均有影响;另一种措施是将原加热面一分为二,相对倾斜布置,发现辐照均匀面积大小和倾斜角度有关,针对不同的板长存在最佳夹角.以上两种措施都能改善辐照均匀性.     

电场下气泡行为的三种界面捕捉方法性能分析

FLUENT软件提供了VOF、VOF+LS和VOF+LS+SPP 3种方法用于电场下气泡动力学行为研究,其中VOF+LS+SPP方法计算精度最高。为了进一步揭示该方法具有较高计算精度的原因,分别利用这3种方法对均匀电场下气泡的变形问题进行数值模拟研究。结果表明:VOF方法很难获得网格独立的解;VOF+LS方法可以获得网格独立的解,但是气泡界面处的介电常数梯度和电场强度计算不精确,电场力分布均匀性很差,气泡变形计算精度较低,与理论解最大偏差高达62%;VOF+LS+SPP方法不仅可以获得网格独立的解,而且对气泡界面处介电常数梯度和电场强度的计算非常精确,电场力分布均匀性良好,气泡变形计算精度较高,与理论解最大偏差仅为7%。     

过冷核态池沸腾汽泡扫荡中表面张力作用分析

针对目前微加热表面汽泡动学研究结果存在分歧现象,对超纯水过冷核态池沸腾过程中微尺度铂金加热丝表面的射流和汽泡扫荡现象进行了数值模拟.结果表明:汽泡的合并和脱离现象可在等温条件下发生,即不考虑表面张力分布不均或热毛细力作用的影响;射流的诱因是热毛细力效应,这与以往的分析结果一致;汽泡扫荡是泡底液层不对称温度场和表面张力分布不均引起的横向热毛细作用的共同结果,模拟结果与相关实验观测吻合.     

COMPARISON OF THE E44 EPOXY RESINS IN DIFFERENT CONTENTS OF CURING AGENT BY MICROWAVE AND THERMAL CURING METHODS

This paper discusses the fundamental principle of microwave heating, and based on the advantages of microwave heating, use maleic anhydride as curing agent. The technology of microwave curing E44 epoxy resins is investigated, the mechanical properties of cured epoxy resin samples in different contents of curbing agent by microwave and thermal curing methods are measured respectively, and then some experimental results for which are obtained. At last, this paper analyses why microwave curing can improve mechanical property of epoxy resin.