基于comsol的微蠕动泵流固耦合分析

本文摘要（由AI生成）：

本文介绍了蠕动泵的结构、工作原理及其在各领域的应用。蠕动泵由驱动器、泵头和软管组成，具有无污染、高精度、低剪切力、密封性好等优点，适用于制药、实验室、食品、化工等领域。本文还设计了圆环状双入口蠕动泵的流固耦合计算，分析了其流体输送能力。蠕动泵在输送流体时具有脉冲特性，允许空运转，适用于多种流体输送需求。

       蠕动泵由三部分组成：驱动器，泵头和软管。流体被隔离在泵管中、可快速更换泵管、流体可逆行、可以干运转，维修费用低等特点构成了蠕动泵的主要竞争优势。

       蠕动泵就像用手指夹挤一根充满流体的软管，随着手指向前滑动管内流体向前移动。蠕动泵也是这个原理只是由滚轮取代了手指。通过对泵的弹性输送软管交替进行挤压和释放来泵送流体。就像用两根手指夹挤软管一样,随着手指的移动,管内形成负压,液体随之流动。

优点：

1、无污染：流体只接触泵管，不接触泵体；

2、精度高：重复精度，稳定性精度高；

3、低剪切力：是输送剪切敏感，侵蚀性强流体的理想工具；

4、密封性好：具有良好的自吸能力，可空转，可防止回流；

5、维护简单：无阀门和密封件；

6、具有双向同等流量输送能力；无液体空运转情况下不会对泵的任何部件造成损害；能产生达98%的真空度；没有阀、机械密封和填料密封装置，也就没有这些产生泄露和维护的因素；能轻松的输送固、液或气液混合相流体，允许流体内所含固体直径达到管状元件内径40%；可输送各种具有研磨、腐蚀、氧敏感特性的物料及各种食品等；仅软管为需要替换的部件，更换操作极为简单；除软管外，所输送产品不与任何部件接触。

蠕动泵的应用领域：

1. 制药领域

蠕动泵使用无污染和无腐蚀的蠕动泵专用软管。符合USP、VI级要求的蠕动泵泵管，可承受高温消毒处理。另有多种驱动器共选择，可用于以下场合：在媒质发酵过程中，通过蠕动泵输送营养剂、PH值调整剂、分配化妆液等。

2. 实验室领域

蠕动泵在小体积流体分配和计量方面具有极好的重复性精度。无需安装任何阀门，消除了流体常见的阻塞及虹吸现象。实验室研发过程中，常见的应用场合有：细胞组织输送、标本脱色、灌注、液体色谱分析以及酸性或者碱性溶液输送。

3. 食品、化工领域

许多现有的蠕动泵泵管材料聚能满足USP、FDA、NS的要求。使用蠕动泵可以方便的输送粘性液体以及带有细小颗粒的液体，蠕动泵无需清洗。更换流体只要更换软管即可。常见用途有：食品生产线上对果汁、酸奶、调味剂、糖浆的分配，以及对其他食品的灌装。

4. 通用领域

蠕动泵可以在连续性输送液体的场合中工作，同时能及时发现并解决许多棘手的流体输送中出现的问题。其可输送污水、悬浮固体、腐蚀性化学物质、及其他疑难流体。多款蠕动泵可用于条件恶劣的工厂环境。蠕动泵的自灌及干运转行能力可免除许多工业系统中的灾难性故障。部分常见的用途有：燃料液、刻蚀用化学腐蚀液、印刷油墨、洗衣房化学溶液、研磨液、润滑液等的输送。

蠕动泵的适用条件：

1. 蠕动泵属容积式蠕动泵，其泵的流量大小由驱动装置输出转速确定。由于蠕动泵的结构及材料上的限制，转速不易太高。

2. 当工艺为连续操作时，实际流量应与蠕动泵的额定流量基本相吻合，如需稳定运转，且流量要求是变化的，则最好选用可调速蠕动泵，且最大流量不应超过泵的额定流量。

3. 当工艺为间歇操作且无定量要求时，蠕动泵的额定流量可以大于所需流量。若有定量要求时，则蠕动泵的额定流量应与实际流量基本相符合。

4. 蠕动泵的额定压力是指该蠕动泵在某一功率电机配备下的工作压力。蠕动泵的实际工作压力是由该蠕动泵所在系统本身的管道阻力损失及提升高度所决定的。因此，在操作中，系统的实际工作压力应不大于蠕动泵的额定压力。

5. 该泵属于蠕动式泵，因而在输送物料时具有一定的脉冲。

6. 蠕动泵允许空运转。

本文设计了计算了一个圆环状双入口蠕动泵的流固耦合，分析其流体输送的能力。