شبيه‌ سازي عددي يك ميكروپمپ بر مبناي محرك پيزوالكتريك

مقاله حاضر به بررسي يك ميكروپمپ سه‌بعدي بر مبناي محرك پيزوالكتريك مي‌پردازد. براي شبيه‌سازي عملكرد ميكروپمپ از نرم‌افزار كامسول نسخه 5.6 استفاده شده است. در ابتدا ميكروپمپي به عنوان مبنا تعريف مي‌شود كه در فركانس 60 هرتز و ولتاژ 1500 ولت كار مي‌كند كه قادر به پمپاژ بيشينه دبي 0.038 ميلي‌ليتر بر ثانيه است. سپس به بررسي تأثير فركانس، ولتاژ، مكان محوري ورودي و خروجي ميكروپمپ، ابعاد محرك پيزوالكتريك و غشاء و تغييرشكل محرك از استوانه‌اي به مستطيلي شكل بر دبي خروجي سيال موردنظر و حجم سيال پمپ شده پرداخته مي‌شود. نتايج نشان مي‌دهند كه تغيير فركانس، ولتاژ، ابعاد محرك پيزوالكتريك و غشاء، تأثير مستقيم بر دبي خروجي و حجم سيال پمپ شده دارد؛ به طوري كه با افزايش هر يك از اين پارامترها، دبي خروجي سيال و حجم سيال پمپ شده افزايش پيدا مي‌كند. دبي خروجي ميكروپمپ در فركانس 100 و 20 هرتز به‌ترتيب برابر 0.065 و 0.011 ميلي‌ليتر بر ثانيه به دست مي‌آ‌يد. با افزايش ولتاژ از 1500 به 1875 ولت، دبي خروجي ميكروپمپ به مقدار 0.047 ميلي‌ليتر بر ثانيه افزايش مي‌يابد. نتايج بيانگر آن است كه محرك پيزوالكتريك مستطيل شكل داراي بازدهي كمتري نسبت به محرك استوانه‌اي شكل است.