【摘要】：作为多腔串联压电泵,出口输出压力是每个腔内压力叠加的结果,因此在理论上的输出压力应为每个腔体单独工作时的输出压力之和,即假设设计多腔串联压电泵在泵出过程中阀绝对截止,那么泵所能提供的最大输出压力取决于压电振子的输出力。
作为多腔串联压电泵,出口输出压力是每个腔内压力叠加的结果,因此在理论上的输出压力应为每个腔体单独工作时的输出压力之和,即
式中,Pi为每个腔体单独工作时的输出压力。
假设设计多腔串联压电泵在泵出过程中阀绝对截止,那么泵所能提供的最大输出压力取决于压电振子的输出力。当压电振子承受背压P使得压电振子的变形量为零时,也就是压电振子产生的力与受到背压作用产生的反向作用力相平衡,此时的背压P即为单个振子输出压力,可得下列关系式
式中:Fp为压电振子的最大输出力;S为流体作用于压电振子表面的垂直面积,即压电振子变形量为零时与流体的接触面积。
压电振子产生的力与压电振子在振动方向上的刚度有直接关系,刚度越大,压电振子的输出力越大。压电振子在电压的作用下克服振子本身的刚度产生弯曲变形,根据胡克定律可得
式中:Kp为压电振子在振动方向上的刚度值,δ为压电振子中心变形量。
由公式(5-17)和(5-18)得
以压电泵的出口为研究对象,由伯努利方程和质量连续方程可得多腔串联压电泵的总流量为:
式中,Cν为流量系数,A为通流面积,ρ为流体密度。
如果串联泵每个腔体的输出能力相同,(5-20)式可简化为:
式中,Q1为一个腔单独工作时的输出流量,可由公式(5-13)得到;n为串联的级数。
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