Design and control of a valveless micropump
Valfsiz mikropompa tasarımı ve kontrolü
- Tez No: 647411
- Danışmanlar: DOÇ. DR. ALPASLAN TURGUT
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Mekatronik Mühendisliği, Mechatronics Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2020
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Dokuz Eylül Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Mekatronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Mekatronik Mühendisliği Bilim Dalı
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
Mini boyutlu cihaz ve sistemlerdeki gelişmeler ile birlikte, çeşitli alanlarda kullanılabilecek mikro ölçekli akışkan sistemlerin gelişimi hızlanmıştır. Bu sistemlerdeki, en temel sorunlardan biri, düşük miktardaki sıvıların mikrokanallar içerisinde taşınmasıdır. Bu tez kapsamında, manyetik nanoakışkan ile çalışan valfsiz bir mikropompa tasarlanmış ve kontrol edilmiştir. Tasarım, biyomedikal ve elektronik soğutma cihazlarında sıvı taşınması problemine çözüm olabilme potansiyeline sahiptir. Bu amaçla, manyetik nanoakışanın viskozite, mıknatıslanma kabiliyeti ve ısıl iletkenlik gibi özellikleri de incelenmiştir. Mikropompanın, valfsiz çalışabilmesi için bir kalıcı mıknatıslı eyleyici (KME) tasarlanmıştır. Daha sonra bir mikrokanal ünitesi tasarlanmış ve üretilmiştir. KME ile mikrokanal ünitesi entegre edilerek, valfsiz mikropompa sistemi oluşturulmuştur. Daha sonra, mıknatısların sabit pozisyonda olması durumunda, valsiz mikropompa içerisindeki manyetik nanoakışkan akışı sayısal ve deneysel olarak incelenmiştir. Valfsiz mikropompa performansının belirlenmesi için akış, farklı KME hızlarında sistem test edilmiştir. Performans testi sonuçları, manyetik nanoakışkan hızının, artan KME hızı ile birlikte belirli bir noktaya kadar arttığını, fakat bu noktanın ötesinde azalmaya başladığını ortaya koymuştur. Son olarak, akış kontrolü için, kapalı döngü kontrol uygulanmıştır. Anlık manyetik nanoakışkan hızının belirlenmesi için, gerçek zamanlı bir görüntü işleme yöntemi geliştirilmiştir. Daha sonra, oransal-integral-türev (PID) kontrolcüsü uygulanmıştır. Sonuçlar, manyetik nanoakışkan akışının, bir referens değeri için, PID kontrolcü ile kontrol edilebileceğini göstermiştir.
Özet (Çeviri)
The advancement in recent miniaturized devices and systems has caused a rapid growth of the microscale fluidic systems in different fields. In such designs, one of the substantial problems is the requirement for a tiny amount of fluid transportation in microscale channels. In this thesis, a valveless micropump working with magnetic nanofluid is designed and controlled. The design can be a potential solution for fluid transportation in both biomedical and electronics cooling devices. For this purpose, the properties of magnetic nanofluid, i.e., viscosity, magnetization capability, and thermal conductivity are investigated. A permanent magnetic actuator (PMA) is designed to ensure a valveless actuation for the micropump. Then, a microchannel unit is designed and manufactured. By integrating the PMA with the microchannel unit, a valveless micropump system is built. Following, the magnetic nanofluid flow inside the valveless micropump is investigated both numerically and experimentally while the PMA is stationary. To test the performance of the valveless micropump, the flow is also investigated by varying PMA speed. The results of performance tests indicated that the fluid velocity increases up to a specific PMA speed, then it becomes to decrease. Finally, closed-loop control is implemented to control the fluid flow. A real-time image processing strategy is developed to determine the real-time magnetic nanofluid velocity. Then, a proportional-integral-derivative (PID) controller is implemented. The results revealed that it is possible to control magnetic nanofluid flow by the PID controller for a given reference velocity.
Benzer Tezler
- Kapalı-çevrim glikoz seviyesi kontrolü için piezoelektrik pompa geliştirilmesi
Development of piezoelectric pump for closed-loop glucose level control
ALP KAÇAR
Doktora
Türkçe
2021
Mekatronik MühendisliğiTobb Ekonomi ve Teknoloji ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. YİĞİT TAŞCIOĞLU
DOÇ. DR. MEHMET BÜLENT ÖZER
- Design of hydraulic valveless control actuation system
Hidrolik valfsiz kontrol tahrik sistemi tasarımı
MEHMET CAN KARABULUT
Yüksek Lisans
İngilizce
2016
Makine MühendisliğiOrta Doğu Teknik ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. RAİF TUNA BALKAN
- Bir ısıtma ve havalandırma sisteminin bulanık mantık kontrolü
Fuzzy logic control of a heating and ventilation system
EMRAH SARI
Yüksek Lisans
Türkçe
2001
Makine Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. ŞENİZ ERTUĞRUL
- Aşırı doldurmalı ağır hizmet motorunun hava yolu kontrolü ve uygulaması
Mass air flow control and application of a turbocharged heavy duty diesel engine
OSMAN UYGUR
Yüksek Lisans
Türkçe
2012
Makine Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMekatronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. LEVENT GÜVENÇ
- Hidrolik sistemlerde ikili konum kontrolu ve mikroişlemci uygulaması
On-off position control of the hydraulic systems and microprocessor application
KENAN KUTLU