شبیه سازی و بهینه سازی میکرو پمپ پیزو الکتریکی برای کاربردهای بیومدیکال

میکروپمپ های غیر مکانیکی به دلیل تعداد اجزای متحرک کمتر، نسبت به میکروپمپ های مکانیکی پیچیدگی کمتری دارند. برخلاف پمپ های متداول، میکروپمپ ها حجم بسیار کمی از سیال را می توانند جابجا کنند که با توجه به ابعاد آنها کاربرد این نوع میکروپمپ ها را در زمینه های پزشکی افزایش داده است. در این پژوهش، میکروپمپ با ارتعاش پیزوالکتریکی مورد مطالعه قرار گرفته است. میکروپمپ مورد مطالعه شامل یک صفحه پیزوالکتریکی، یک صفحه دیافراگم مخزن میکروپمپ، یک ورودی و یک خروجی می باشد. همپنین در پژوهش حاضر، ابتدا رفتار پیزو تحت میدان الکتریکی و خمش دیافراگم ها بررسی شده و بردار جابجایی حاصله به عنوان ورودی مرحله بعد که تداخل سیال و جامد است، مورد استفاده قرار میگیرد. در ادامه نسبت به بهینه سازی هندسه میکرو پمپ پرداخته میشود. یک ولتاژ سینوسی با مقدار بیشینه 30 ولت و با فرکانس 30 هرتز به پیزو اعمال شده است. چهار پارامتر قطر، زاویه خروجی، طول نازل دیفیوزر و ضخامت پیزو جهت بهینه سازی انتخاب میگردند و با تغییر هرکدام از آنها میزان دبی پمپ در هر حالت توسط نرم افزار محاسبه خواهد گشت. نتایج به دست آمده نشان می دهد که با افزایش قطر میکروپمپ و کاهش ضخامت صفحه عملگر دبی جریان افزایش یافته است. بیشترین میزان دبی در طول 1.2 میلیمتر نازل دیفیوزر به دست آمد. همچنین مشاهده شد که زاویه بهینه برای میکرو پمپ برابر با 10 درجه است

Keywords:

میکروپمپ , پیزوالکتریک , تداخل جامد سیال , بیومدیکال