微型泵技术的发展促进了微泵在微流体设备上的集成,从而达到了流体精确输送的要求。压电泵是微流体领域的驱动元件,因其具有体积小、速度快、便携性强的特点,广泛应用于化学分析、药物输送、生物分析等微流体领域。被动阀压电泵作为压电泵的分支,相比于无阀压电泵而言,其输出性能高,与主动阀压电泵相比,其结构简单。传统的直臂型轮式阀采用胶粘或者热熔接的安装方法,将降低压电泵的使用寿命,且材料多选用硅,阀体具有较大的开启压力和低响应速度。为了减少人工装配中产生的误差,提高压电的使用寿命,同时提高阀的开度及响应速度,本文选取硅胶作为阀的制造材料,并设计了一种特殊阀座安装阀体,提出一种具有高输出流量高输出压力的被动阀压电泵,并对其热管理能力进行了分析与验证,为被动阀压电泵在电脑芯片冷却中的应用领域提供了参考。本文的主要研究内容如下:(1)选定PZT5型压电陶瓷作为驱动源,以圆形铜基板复合增大驱动器的驱动效果。根据所选驱动器,确定了腔体直径以及阀的整体尺寸,进而确定了泵体的进出口位置。基于压电振子的构型及直臂型轮式阀的结构特点,选择了层式装配结构,为后续的实验工作进行了铺垫。(2)建立了阀的力学模型,从理论上分析了直臂型轮式阀的开度,分析了直臂型轮式阀各结构参数对阀体开度的影响,得到了直臂型轮式阀压电泵输出流量和输出压力的推导公式,为直臂型轮式阀压电泵的设计提供了参考。综合循环水冷系统的各个影响参数,分析了直臂型轮式阀压电泵的热管理能力的影响因素,为后续的实验工作提供了理论基础。(3)通过ANSYS仿真软件中的CFX流体模块对直臂型轮式阀的应力和应变进行了仿真分析,得到了不同阀臂数量的直臂型轮式阀的结构特性。通过ANSYS仿真软件中的Icepak热学仿真模块对不同流速下散热块内部的流场分布和外部的温度分布进行了模拟分析。(4)依据直臂型轮式阀压电泵的设计要点,选取了实验研究参数:阀臂数量(2、3、4、5),阀臂长度(1.92mm、2.02mm、2.12mm),阀臂宽度(0.8mm、1.0mm、1.2mm),阀厚度(0.6mm,1.0mm,1.4mm)。搭建了直臂型轮式阀压电泵的测试平台,以单腔体压电泵为测试基础,通过实验测试得到了直臂型轮式阀的参数特性,测得了其开启压力,输出流量,输出压力,并对其热管理能力及噪声特性进行了评估。实验结果表明:当阀臂数量为2、阀臂长度为2.02mm、阀臂宽度为1mm以及阀的厚度为0.6mm时,单腔体压电泵的输出流量达到了431.6m L/min。当阀臂数量为4、阀臂宽度为1mm、以及阀臂厚度为1mm时,单腔体压电泵的输出压力为27.41KPa。以流量最佳的压电泵为驱动单元,当流量为120m L/min时,电脑CPU温度下降2℃,为以后直臂型轮式阀压电泵在电子元件的热管理应用提供了参考。