壓電陶瓷風扇的設計及散熱特性研究.pdf

1、壓電風扇因其結構簡單、功耗低、無電磁干擾等優(yōu)點，在一些無電磁干擾、狹小空間、功耗小的局部散熱環(huán)境中具有廣闊的發(fā)展空間，因此壓電風扇受到了廣泛的關注。目前壓電風扇還存在的問題是，壓電振子模型的優(yōu)化理論還需進一步完善；振動產生的風速、風量有待加強；壓電風扇的尺寸、形狀有待改進等。
　　為提高壓電風扇的散熱性能，本文通過壓電風扇的尺寸優(yōu)化、形狀設計等方面對壓電風扇的風速和傳熱系數進行分析。根據歐拉-伯努力梁理論模型，本文推導了單層壓電片

2、式壓電風扇的振動方程，結合流體力學的相關知識分析了其周圍空氣流動的變化過程，并對壓電風扇振動產生的風速及其散熱特性作了理論研究。
　　在理論研究的基礎上，運用ANSYS14.0有限元軟件中的模態(tài)分析和諧響應分析對不同尺寸的單層壓電風扇進行仿真研究。模態(tài)分析主要研究了壓電片和彈性基板的尺寸、形狀對其振型以及一階諧振頻率的影響；諧響應分析主要是為了研究壓電風扇自由端的尖端位移以及激勵電壓的影響。
　　同時，本文通過搭建熱性能測試

3、系統(tǒng)對壓電風扇的散熱性能進行測試，和仿真結果進行對比。由70mm×35mm×0.3mm的梯形基板和35mm×30mm×0.4mm的壓電陶瓷片構成的壓電風扇，在諧振頻率為35Hz，施加電壓為150V時，達到30mm的振幅（峰峰值），尖端風速為3.15m/s，對60mm×60mm×5mm的橡膠加熱板（功率為0.4W）進行散熱，外界溫度為15℃，加熱板表面溫度從70℃降到25℃且保持穩(wěn)定，斯特勞哈兒系數St=0.33，最大熱傳遞系數為150W