Valveless fluid pump

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
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