Valveless fluid pump
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Valveless fluid pump Maschinentechnik Mécanique Simulation numérique d’écoulement / Prof. Bernard Schmutz / Creaholic Bienne Les pompes fluidiques sans valves, c-à-d. sans pièces mobiles, seraient, grâce à leur simplicité, moins coûteuses et plus fiables que les pompes traditionnelles. Leurs applications pourraient être nombreuses dans les domaines médical et spatial, ou pour le refroidissement de composants électroniques. Nous sommes partis d’un brevet d’une diode fluidique datant de 1920 dû à N. Tesla et avons tenté d’en simplifier la conception et d’en améliorer les performances. Nous avons simulé son comportement par ordinateur puis l’avons vérifié par des essais sur un prototype créé par stéréolithographie. La pompe en elle-même consiste en un actuateur piézoélectrique qui donne les impulsions nécessaires au liquide, et en deux géométries de canaux d’amenée et de refoulement du fluide dont les résistances d’écoulement sont plus importantes dans un sens que dans l’autre (principe de la diode). Bien que des brevets aient déjà été déposés pour des géométries de diode distinctes, il y a encore des voies à explorer pour trouver des formes encore plus performantes. Ce que nous avons fait. Nous avons également exploré d’autres voies telles que les réflexions d’ondes. Nous avons choisi un actuateur piézo adéquat en partenariat avec l’entreprise Creaholic, construit la pompe complète à l’aide de la stéréolithographie et nous en avons effectué les mesures de débit, que nous avons comparé aux simulations CFD. Nous avons utilisé deux types d’actuateurs pour déterminer celui qui amène la plus grande amplitude de vibration : une plaque en céramique et un disque bimorphe pour système audio. triquement sous l’action d’une force mécanique (effet direct) et, réciproquement, de se déformer lorsqu’on leur applique un champ électrique (effet inverse). C’est ce dernier effet que nous appliquons pour créer les impulsions nécessaires au débit de l’eau. Tenger Christian 1980 [email protected] Un générateur de fréquences actionne ces actuateurs via un amplificateur de tension. Un oscilloscope contrôle ensuite le signal sortant. Un vibromètre laser permet de mesurer l’amplitude effective de l’actuateur. Rappelons que l’effet piézoélectrique est la propriété que possèdent certains corps de se polariser élec- Toniolo Yves 1979 [email protected] Pompe actionnée par un disque piézo Simulation 3D Fluent de la chambre du piézo avec géométrie de canal Haute école technique et informatique 169