基于comsol的微蠕動泵流固耦合分析
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蠕動泵由三部分組成:驅(qū)動器,泵頭和軟管。流體被隔離在泵管中、可快速更換泵管、流體可逆行、可以干運轉(zhuǎn),維修費用低等特點構(gòu)成了蠕動泵的主要競爭優(yōu)勢。
蠕動泵就像用手指夾擠一根充滿流體的軟管,隨著手指向前滑動管內(nèi)流體向前移動。蠕動泵也是這個原理只是由滾輪取代了手指。通過對泵的彈性輸送軟管交替進行擠壓和釋放來泵送流體。就像用兩根手指夾擠軟管一樣,隨著手指的移動,管內(nèi)形成負壓,液體隨之流動。
優(yōu)點:
1、無污染:流體只接觸泵管,不接觸泵體;
2、精度高:重復(fù)精度,穩(wěn)定性精度高;
3、低剪切力:是輸送剪切敏感,侵蝕性強流體的理想工具;
4、密封性好:具有良好的自吸能力,可空轉(zhuǎn),可防止回流;
5、維護簡單:無閥門和密封件;
6、具有雙向同等流量輸送能力;無液體空運轉(zhuǎn)情況下不會對泵的任何部件造成損害;能產(chǎn)生達98%的真空度;沒有閥、機械密封和填料密封裝置,也就沒有這些產(chǎn)生泄露和維護的因素;能輕松的輸送固、液或氣液混合相流體,允許流體內(nèi)所含固體直徑達到管狀元件內(nèi)徑40%;可輸送各種具有研磨、腐蝕、氧敏感特性的物料及各種食品等;僅軟管為需要替換的部件,更換操作極為簡單;除軟管外,所輸送產(chǎn)品不與任何部件接觸。

蠕動泵的應(yīng)用領(lǐng)域:
1. 制藥領(lǐng)域
蠕動泵使用無污染和無腐蝕的蠕動泵專用軟管。符合USP、VI級要求的蠕動泵泵管,可承受高溫消毒處理。另有多種驅(qū)動器共選擇,可用于以下場合:在媒質(zhì)發(fā)酵過程中,通過蠕動泵輸送營養(yǎng)劑、PH值調(diào)整劑、分配化妝液等。
2. 實驗室領(lǐng)域
蠕動泵在小體積流體分配和計量方面具有極好的重復(fù)性精度。無需安裝任何閥門,消除了流體常見的阻塞及虹吸現(xiàn)象。實驗室研發(fā)過程中,常見的應(yīng)用場合有:細胞組織輸送、標本脫色、灌注、液體色譜分析以及酸性或者堿性溶液輸送。
3. 食品、化工領(lǐng)域
許多現(xiàn)有的蠕動泵泵管材料聚能滿足USP、FDA、NS的要求。使用蠕動泵可以方便的輸送粘性液體以及帶有細小顆粒的液體,蠕動泵無需清洗。更換流體只要更換軟管即可。常見用途有:食品生產(chǎn)線上對果汁、酸奶、調(diào)味劑、糖漿的分配,以及對其他食品的灌裝。
4. 通用領(lǐng)域
蠕動泵可以在連續(xù)性輸送液體的場合中工作,同時能及時發(fā)現(xiàn)并解決許多棘手的流體輸送中出現(xiàn)的問題。其可輸送污水、懸浮固體、腐蝕性化學物質(zhì)、及其他疑難流體。多款蠕動泵可用于條件惡劣的工廠環(huán)境。蠕動泵的自灌及干運轉(zhuǎn)行能力可免除許多工業(yè)系統(tǒng)中的災(zāi)難性故障。部分常見的用途有:燃料液、刻蝕用化學腐蝕液、印刷油墨、洗衣房化學溶液、研磨液、潤滑液等的輸送。
蠕動泵的適用條件:
1. 蠕動泵屬容積式蠕動泵,其泵的流量大小由驅(qū)動裝置輸出轉(zhuǎn)速確定。由于蠕動泵的結(jié)構(gòu)及材料上的限制,轉(zhuǎn)速不易太高。
2. 當工藝為連續(xù)操作時,實際流量應(yīng)與蠕動泵的額定流量基本相吻合,如需穩(wěn)定運轉(zhuǎn),且流量要求是變化的,則最好選用可調(diào)速蠕動泵,且最大流量不應(yīng)超過泵的額定流量。
3. 當工藝為間歇操作且無定量要求時,蠕動泵的額定流量可以大于所需流量。若有定量要求時,則蠕動泵的額定流量應(yīng)與實際流量基本相符合。
4. 蠕動泵的額定壓力是指該蠕動泵在某一功率電機配備下的工作壓力。蠕動泵的實際工作壓力是由該蠕動泵所在系統(tǒng)本身的管道阻力損失及提升高度所決定的。因此,在操作中,系統(tǒng)的實際工作壓力應(yīng)不大于蠕動泵的額定壓力。
5. 該泵屬于蠕動式泵,因而在輸送物料時具有一定的脈沖。
6. 蠕動泵允許空運轉(zhuǎn)。
本文設(shè)計了計算了一個圓環(huán)狀雙入口蠕動泵的流固耦合,分析其流體輸送的能力。


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