Trung Quốc: Nguyên mẫu in 3D cho máy bơm áp điện không van
Ngày tạo: 13/10/2020 11:34:10 SACác nhà nghiên cứu Trung Quốc thử nghiệm máy bơm mới cho hệ thống phân phối dòng chảy, nguyên mẫu in 3D. Nghiên cứu của họ được trình bày chi tiết đầy đủ trong tài liệu ‘Thiết kế được cải tiến và phân tích thử nghiệm của máy bơm áp điện không van dựa trên cơ thể bluff-phân đoạn bán cầu’.
Các thiết bị áp điện thường được kết nối với in 3D ngày nay, từ việc tạo ra vật liệu mới để thử nghiệm các kỹ thuật mới trong in sinh học, đến chế tạo cảm biến; tuy nhiên, trong nghiên cứu này, các tác giả tạo ra một mô hình cho một máy bơm không van có thể cung cấp chất lỏng dựa trên các tác động nghịch đảo của máy rung áp điện.
Các nghiên cứu trước đây đã cho ra đời thiết kế không có van, nhưng trong nghiên cứu này. Các nhà khoa học đã tìm cách cải thiện hiệu suất của dòng chảy hơn nữa, bằng cách sửa đổi góc tách của phần thân hình bán cầu (HSBB). Các nguyên mẫu in 3D cho phép các nhà nghiên cứu kiểm tra máy bơm và phân tích động lực học chất lỏng tính toán, với quá trình làm việc được chia thành bốn giai đoạn:
1. Quá trình hấp thụ - khi bộ rung di chuyển lên, tăng thể tích buồng, đường ống bên trái sẽ hấp thụ lượng chất lỏng bổ sung.
2. Bộ rung di chuyển xuống và thể tích buồng giảm.
3. Đường ống bên phải thoát lượng chất lỏng nhiều hơn bên trái.
4. 'Rung động qua lại' dẫn đến việc phân phối chất lỏng một chiều trong buồng.
 |
Cấu trúc của máy bơm áp điện không van được cải tiến với HSBB của các góc tách khác nhau: (a) cấu trúc lắp ráp, (b) thông số hình học của HSBB
 |
Quá trình làm việc của bơm áp điện không van: (a) vị trí nằm ngang đến vị trí cực đại trên, (b) vị trí cực đại trên sang vị trí nằm ngang, (c) vị trí nằm ngang đến vị trí cực đại dưới cùng, (d) vị trí cực đại dưới cùng sang vị trí nằm ngang
Các nhà nghiên cứu giải thích: “Trong quá trình chuyển động qua lại của máy rung, phương trình của bề mặt paraboloid được sử dụng để mô phỏng sự biến dạng của máy rung nhằm tính toán thuận tiện vì bề mặt biến dạng của dao động bậc nhất tương tự như paraboloid của vòng quay.
“Giả sử trạng thái ban đầu của dao động áp điện là ở vị trí nằm ngang khi t = 0 và bắt đầu chuyển động hướng lên. Biên độ dao động tại mỗi điểm đối với máy rung áp điện luôn bất biến ”.
 |
Hiệu suất của dòng chảy cuối cùng phụ thuộc vào sự khác biệt giữa các hướng tích cực và tiêu cực trong lực cản dòng chảy.
“Các lực cản trong trường dòng chảy bao gồm sức đề kháng hư cấu và hình dạng. Các nhà nghiên cứu cho biết lực cản hình dạng đóng vai trò chủ đạo trong máy bơm áp điện do trạng thái dòng chảy tầng phổ biến trong buồng ”.
Các mô hình mô phỏng đã được xây dựng và nhóm nghiên cứu đã tính toán vận tốc và áp suất dòng chảy.
 |
“Đối với tất cả các máy bơm có HSBB ở các góc tách khác nhau, dòng xoáy của dòng dương giữa HSBB lớn hơn của dòng âm và vận tốc của dòng dương trên đầu ra rõ ràng lớn hơn của dòng âm trên đầu ra. Hơn nữa, sự chênh lệch vận tốc giữa dòng chảy dương và dòng chảy âm trên đầu ra trước hết tăng và sau đó giảm xuống, cho thấy rằng việc mở rộng góc tách dòng thích hợp có thể tạo điều kiện cho dòng chảy một chiều. Bên cạnh đó, đối với tất cả các máy bơm có HSBB ở các góc tách khác nhau, chênh lệch áp suất giữa đầu vào và đầu ra của dòng dương sẽ nhỏ hơn so với dòng tiêu cực, ”các tác giả giải thích.
“Kết quả mô phỏng và thử nghiệm về sức cản dòng chảy của các máy bơm khác nhau cho thấy rằng máy bơm áp điện không van có HSBB góc chia 210 ° thể hiện hiệu suất vận chuyển dòng chảy tốt nhất, là ứng cử viên đầy hứa hẹn cho các ứng dụng phân phối dòng chảy khác nhau.”
Data Design Việt Nam
Nguồn: 3dprinted
.jpg)
.jpg)