بررسی اثر تغییر جنس پیزوالکتریک بر عملکرد میکروپمپ دیافراگمی بدون شیر

در این پژوهش نتایج حاصل از شبیه سازی سه بعدی یک میکروپمپ دیافراگمی پیزوالکتریکی بدون شیر ارائه شده است. در این میکروپمپ تحریک دیافراگم به کمک یک پیزوالکتریک انجام می گیرد و در ورودی و خروجی به جای شیر کنترل جهت از نازل و دیفیوزر استفاده شده است. تحریک دیافراگم به کمک ولتاژ الکتریکی متناوب با دامنه 15 ولت و با فرکانس های مختلف انجام شده است. برای حل از کوپلینگ مدل های مربوط به دیافراگم و سیال موجود در محفظه میکروپمپ بهره برده شده است. به طوری که جابجایی دیافراگم، شرط مرزی سرعت را بر سطح سیال اعمال کرده و جابجایی سیال شرط مرزی نیرو را بر روی سطح دیافراگم ایجاد می کند. در این پژوهش اثر شش جنس متفاوت پیزوالکتریک بر عملکرد میکروپمپ بررسی شده است . شش پیزوالکتریک عبارت اند از آلومینیم نیترید، باریم تیتانات، روی اکسید، PZT-2، PZT-5a، .PZT-5j بر اساس نتایج به دست آمده از شبیه سازی ها، بیشینه دبی ایجاد شده توسط میکروپمپ براساس پیزوالکتریک به کار رفته از 1/3 ʽl/min تا حدود 28 ʽl/min متغیر است. در صورت استفاده از پیزوالکتریک هایی چون PZT-5A و PZT-5J به دلیل امکان ایجاد دبی های بالا در فرکانس های پایین تر، احتمال واماندگی ناشی از خستگی در اجزای دیافراگم کاسته خواهد شد. در صورت استفاده از پیزوالکتریکهایی همچون آلومینیم نیترید و یا روی اکسید به دلیل تغییرات کم دبی در صورت تغییر زیاد فرکانس، امکان تنظیم دقیقتر دبی را فراهم مینماید.

Keywords:

مایکروفلوییدیک , ریز سیال , میکروپمپ , پیزوالکتریک , میکروپمپ دیافراگمی