7 / 12
Определение закона изменения управляющего давления
…
Инженерный журнал: наука и инновации
# 7·2017 7
кривых на рис. 5. Установлено, что чем меньше длина (или объем)
подводящей трубки, тем быстрее протекает процесс выравнивания
давления между пневмораспределителем БУ и рабочей камерой мик-
ронасоса. Кроме того, при закрытии мембраны рабочей камеры
наблюдается лучшая сходимость результатов расчета и эксперимен-
тов по сравнению с ее открытием. В эксперименте падение давления
занимает практически такой же промежуток времени, что и в теории,
однако имеет более пологую форму, что можно объяснить прилипанием
мембраны ко дну микрофлюидного устройства в закрытом положении.
Учет прилипания мембраны ко дну в математической модели — очень
сложная задача, поскольку момент отлипания мембраны может сопро-
вождаться срывом потока и возникновением вихрей.
Рис. 5.
Сравнение изменения давления над мембраной
(режим: управляющее давление
30
p
кПа, период
его переключения
1, 2
T
с) при длине
l
подводящей
трубки, равной:
,
,
— 2, 1, 0,3 м (теория);
,
,
— 2, 1, 0,3 м (эксперимент)
Влияние периода переключения
T
на время роста и спада давле-
ния над мембраной
(
)
up
dn
t
t
показано на рис. 6. Уменьшаясь, пе-
риод переключения становится соизмерим со временем роста и спада
давления, т. е. существует некоторое значение
кр
up
dn
T t
t
, соот-
ветствующее минимально возможному периоду переключения, при
котором еще будет достигаться необходимое давление над мембра-
нами насоса при его работе с максимальной эффективностью. По
данным графиков (см. рис. 6) незначительное срезание амплитуды
давления начинает наблюдаться при
0, 4
T
с.