Firuzy Rad P, Ghafarirad H, Rezaei S M. Design, Fabrication, and Experimental Modeling of a Piezoelectric-Based Droplet Injection System Using Statistical Methods. Modares Mechanical Engineering 2024; 24 (10) :657-666
URL:
http://mme.modares.ac.ir/article-15-78074-fa.html
۱- دانشگاه صنعتی امیرکبیر
۲- دانشگاه صنعتی امیرکبیر ، ghafarirad@aut.ac.ir
چکیده: (۳۵۲ مشاهده)
در این پژوهش، دستگاه تزریق قطره سیال مبتنی بر عملگر پیزوالکتریک طراحی و ساخته شده است، تا عملکرد این سامانه در تولید قطرات با حجمهای مختلف ارزیابی شود. سامانه تزریق قطره، در بسیاری از کاربردهای زیستی و بیولوژیکی اهمیت دارد. این سیستمها دارای عاملهای قابلتنظیم متعددی هستند که پیشبینی حجم قطره تولید شده را دشوار میکند. برای تحلیل تأثیر مولفههای مختلف ورودی و پیشبینی حجم قطره، از روش طراحی آماری آزمایشها با رویکرد پاسخ سطح استفاده شده است. در این تحقیق، پنج عامل اصلی شامل سه مولفه مرتبط با سیگنال ورودی (زمان بالارفتن و پایین آمدن، زمان گشودگی و دامنه سیگنال)، فشار پشت سیال، و قطر نازل موردمطالعه قرار گرفتند. برای هر کدام از این مولفهها، سطوح مختلفی در نظر گرفته شده و تأثیرات مستقل و تعاملی آنها بر حجم قطره مورد بررسی قرار گرفته است. بررسی نتایج نشان داد که تمامی عاملها دارای پیولیو کمتر از 05/0 هستند که مبنی بر این است که این عوامل به طور معناداری بر حجم خروجی تأثیر دارند. همچنین مدل رگرسیون بهدستآمده با ضریب تعیین 98/0، توانایی مناسبی در پیشبینی حجم قطره دارد. همچنین عملکرد معکوس مدل رگرسیون با استفاده از بهینهسازی پارامترها بررسی شد، که در مقایسه با نتایج تجربی، نشان از خطای کمتر از 5 درصد داشت. مدل بهدستآمده بهینهسازی مولفههای طراحی و بهبود عملکرد سامانه را امکانپذیر میکند و به افزایش دقت و کارایی این نوع دستگاهها در کاربردهای هدف، کمک شایانی مینماید
نوع مقاله:
پژوهشی اصیل |
موضوع مقاله:
مکاترونیک دریافت: 1403/8/29 | پذیرش: 1403/10/16 | انتشار: 1403/7/1