[pt] CARACTERIZAÇÃO DE UMA BOMBA PIEZOELÉTRICA PULSÁTIL DE BAIXA FREQUÊNCIA

[en] CHARACTERIZATION OF A LOW-FREQUENCY PULSATILE PIEZOELECTRIC PUMP

[pt] ALAN DE OLIVEIRA PINTO NEVES

[pt] BOMBA PIEZOELETRICA

[pt] BOCAL DIFUSOR

[pt] VALVULA TESLA

[en] PIEZOELECTRIC PUMP

[en] NOZZLE DIFFUSER

[en] TESLA VALVE

[pt] Este trabalho buscou caracterizar experimentalmente uma micro bomba piezoelétrica com válvulas sem partes móveis. Essas bombas são tipicamente compactas, de baixa vazão (ml/min), de baixo consumo e tem aplicações em diversas áreas dentre as quais destaca-se a área biomédica para administração controlada de fármacos. O objetivo neste trabalho foi caracterizar o escoamento no interior do dispositivo e para isso foram selecionadas três configurações: uma com válvulas do tipo Tesla de dois canais, outra com válvulas do tipo Tesla de quatro canais e uma com válvula do tipo cônica. Cada uma das configurações foi avaliada sob condições de fluxo pulsátil e contínuo. A caracterização do escoamento no interior de bombas e das válvulas, através de medições dos campos de velocidade ainda não é reportada na literatura. Portanto, o presente trabalho buscou contribuir neste tópico. Os resultados obtidos com os dispositivos testados indicaram que existe uma frequência ótima de operação da bomba e que confere a maior vazão. Nos dispositivos avaliados essa frequência foi de 10Hz. A maior diferença entre o fluxo direto e reverso para o modo contínuo foi encontrado na configuração bocal/difusor. Por fim, os campos de velocidade internos das válvulas foram analisados por meio da técnica de Velocimetria por Imagem de Partículas (PIV). Espera-se que a caracterização detalhada dessas bombas, aliada às medições de PIV, contribua para o desenvolvimento das bombas piezoelétricas.

[en] This study aimed to experimentally characterize a piezoelectric microp ump with valves that have no moving parts. These pumps are typically com pact, have low flow rates (ml/min), low power consumption, and are used in various fields, particularly in the biomedical area for controlled drug deliv ery. The objective of this work was to characterize the flow inside the device, and for this purpose, three configurations were selected: one with two-channel Tesla-type valves, another with four-channel Tesla-type valves, and one with conical-type valves. Each configuration was evaluated under pulsatile and con tinuous flow conditions. The characterization of the flow within pumps and valves through velocity field measurements has not yet been reported in the literature. Therefore, this work aimed to contribute to this topic.The results ob tained from the tested devices indicated the existence of an optimal operating frequency for the pump, which yields the highest flow rate. For the evaluated devices, this frequency was 10 Hz. The greatest difference between forward and reverse flow in continuous mode was found in the nozzle/diffuser config uration. Finally, the internal velocity fields of the valves were analyzed using Particle Image Velocimetry (PIV). It is expected that the detailed character ization of these pumps, together with the PIV measurements, will contribute to the development of such devices.

IGOR BRAGA DE PAULA

MARIA HELENA FARIAS

IGOR BRAGA DE PAULA

RAFAEL MENEZES DE OLIVEIRA

2025-08-21

2025-05-21

[pt] TEXTO

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PORTUGUÊS

https://www.maxwell.vrac.puc-rio.br/colecao.php?strSecao=resultado&nrSeq=72588@1

https://www.maxwell.vrac.puc-rio.br/colecao.php?strSecao=resultado&nrSeq=72588@2

https://doi.org/10.17771/PUCRio.acad.72588