Étude des écoulements de liquide dans une micropompe piézoélectrique à deux chambres pour une conception améliorée

Boutaichi, Zahira (2019). Étude des écoulements de liquide dans une micropompe piézoélectrique à deux chambres pour une conception améliorée. (Mémoire de maîtrise). Université du Québec en Abitibi-Témiscamingue. Repéré dans Depositum à https://depositum.uqat.ca/id/eprint/864

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Résumé

Les micropompes piézoélectriques sont des actionneurs MEMS (Micro-Electro-Mechanical-Systems) utilisés pour véhiculer le fluide. Elles se réfèrent généralement aux pompes fabriquées à l’échelle microscopique [1]. La composition d’une micropompe piézoélectrique est une chambre de pompage reliée aux orifices d’entrée et de sortie, avec des microvalves unidirectionnelles pour réguler la direction d’écoulement du fluide. La chambre de pompage est fermée par un diaphragme et un actionneur piézoélectrique déposé sur le dessus. Lorsque la tension d’alimentation AC est appliquée, l’actionneur piézoélectrique se dilate et se rétrécit périodiquement, ce qui provoque la déflexion du diaphragme vers le haut et vers le bas. Lorsque le matériau piézoélectrique agit sur le diaphragme, la soupape de sortie s’ouvre pour permettre au fluide de sortir du système. Tandis que la vanne d’entrée est fermée, et vice-versa. Dans cette recherche, le but est de concevoir, de modéliser et de simuler une micropompe de manière plus approfondie afin de déterminer les paramètres qui peuvent influencer les performances du diaphragme, des valves et de l’écoulement de fluide dans chaque chambre. À cet effet, les équations d’écoulement de liquide, de continuité, de Navier-Stokes ont été appliquées sur la micropompe et résolues par le logiciel ANSYS-CFX. En outre, l’étude numérique de la déflexion de la membrane a nécessité un regroupement de l’ensemble des équations de piézoélectricité avec le domaine de structure statique, en résolvant celle-ci par ANSYS-ACT Piézo and MEMS, en variant l’épaisseur de membrane, le diamètre de piézo, le type de matériau, et la tension d’activation. En particulier, la forme des valves est très essentielle pour contrôler le débit afin d’augmenter la pression pour les écoulements de fluide. La validation de l’approche développée a été réalisée en comparant les résultats obtenus des simulations numériques avec ceux publiés dans la littérature.

Type de document:	Thèse ou mémoires (Mémoire de maîtrise)
Directeur de mémoire/thèse:	Dituba Ngoma, Guyh
Mots-clés libres:	micropompe, membrane, disque piézoélectrique, ANSYS-CFX, ANSYS-ACT Piézo and MEMS, microvalves
Divisions:	Génie > Maîtrise en ingénierie
Date de dépôt:	18 déc. 2019 15:51
Dernière modification:	18 déc. 2019 15:51
URI:	https://depositum.uqat.ca/id/eprint/864

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