能量平衡法静电驱动柔性振膜微泵特性分析

从能量平衡的角度建立了静电驱动柔性振膜微泵的平衡方程,基于对压缩过程中振膜动能的考虑,改进了最小能量法压缩模型,结合均匀压力载荷下圆薄膜大挠度形变理论对静电驱动柔性振膜微泵进行理论分析.对振膜与腔体壁面贴合的压缩过程中各能量相互转化的关系进行分析,并与最小能量法模型进行了对比.结果表明,能量平衡法考虑了薄膜振动过程中的动能,故薄膜与腔体具有更大的贴合面积,且以薄膜与腔体完全贴合时作为零应力参考状态降低压缩过程中的薄膜形变势能,计算得到的静电微泵的压缩效率更高,在驱动电压为300 V时,改进的双腔模型中振膜贴合半径为4.06 mm,所得最大压升为87.08 kPa.基于改进的模型,对双腔微泵压升的影响因素进行讨论,发现降低柔性薄膜厚度会使输出压力有所上升,并且减小腔体表面介电层厚度、减小腔体深度与半径可以有助于提高微泵的压升.     

圆形压电振膜静态位移模型及参数优化分析

结合薄膜变形原理和压电本构方程,在电压激励条件下,对弹性压电薄膜驱动器进行受力分析,建立压电驱动器横向位移计算模型。在文献提供的几何参数和材料物理参数的基础上,对比理论,文献试验以及模拟仿真的结果,偏差不超过10%,验证理论模型可行。并通过试验测试,进一步分析模型计算结果的准确性,结果表明理论计算与试验数据最大误差在7%以内。基于建立的数学模型,分析不同电压、不同半径比以及不同压电厚度和弹性膜厚度对圆形压电驱动器横向位移的影响。结果表明:圆形压电驱动器中心的横向位移随电压线性变化;在压电驱动器厚度和材料物理参数一定时,压电层与弹性层半径比为0.75时,压电驱动器中心横向位移最大;当电压、材料物理参数以及压电驱动器半径比固定的条件下,分析压电厚度和弹性膜厚度对圆形压电驱动器横向位移影响机理,在压电驱动器总厚度一定条件下,得到最优的压电厚度占总厚度的比值。通过分析不同几何参数对压电驱动器横向位移的影响,指导和优化压电驱动器的结构设计。     

多支管并联的分离型热管回路传热特性实验研究

基于分离式重力热管在冷却50℃左右水池中的应用背景,本文实验研究了7根并联支管换热形成的分离型热管回路,主要研究以R134a为热管工质的热管散热能力及充液率对热管系统工作性能的影响,得到实验的最佳充液率为42. 3%。在此基础上对比分析了并联各支管的流动与传热性能差异,结果表明,水池加热功率在780～2 560 W实验范围内时,水池温度、管内蒸发温度和管内传热系数均随水池加热功率的增加而增加;并联蒸发管和冷凝管的流量分配均出现不均匀现象,且并联各支管间传热性能存在一定的差异性,其中在充液率为42. 3%、水池加热功率为1 680 W时,蒸发段支管1的最大传热系数是支管7的1. 68倍。