Microbomba de vacío : diseño, modelado y simulación

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dc.contributor.advisorBorras Pinilla, Carlos
dc.contributor.advisorQuiroga Méndez, Jabid Eduardo
dc.contributor.authorPedroza Torres, Mauricio
dc.date.accessioned2024-03-03T20:48:32Z
dc.date.available2014
dc.date.available2024-03-03T20:48:32Z
dc.date.created2014
dc.date.issued2014
dc.description.abstractEn el presente trabajo de investigación se abordó el diseño, modelado y simulación de un prototipo teórico de microbomba de vacío, teniendo como principal objetivo la obtención de valores de presión absoluta en el rango de los decatorr (101) por medio de una única etapa de bombeo, junto con un análisis multifísico del sistema en operación, útil como marco de referencia para investigaciones futuras. Se llevó a cabo una revisión general del estado del arte en el campo de los dispositivos de microbombeo, específicamente aquellos enfocados en la generación de vacío, discutiendo el desempeño de las microbombas de desplazamiento, quienes se perfilan como una de las soluciones más factibles en lo que respecta a generación de vacío desde condiciones de presión atmosférica. El proceso de diseño comprendió el dimensionamiento, análisis mecánico y modelado según la metodología de analogías eléctricas, así como la integración multifísica de sus componentes en un entorno de simulación, siendo estas herramientas teóricas útiles en el establecimiento de las características operativas del microdispositivo de bombeo. Finalmente, se estableció un ciclo de bombeo acorde a los parámetros estructurales y operativos de la versión final del prototipo, favoreciendo su implementación futura en una etapa de fabricación por medio de una cuidadosa elección de sus condiciones de diseño. Obteniendo de esta manera, un prototipo de microbomba de diafragma actuada electrostáticamente, capaz de alcanzar una presión mínima absoluta de hasta 66 torr, a una tasa de flujo de 0.016 sccm, mediante la aplicación de un valor de tensión entre electrodos de aproximadamente 100 V. Logrando el diseño de un prototipo de microbomba de vacío, capaz de alcanzar valores de presión absoluta menores a los 100 torr desde condiciones de presión atmosférica.
dc.description.abstractenglishIn this research project was carried out the design, modeling and simulation of a vacuum micropump prototype, in order to obtain values of absolute pressure in the decatorr's range (101) as a main objective, by means of a single pumping stage, in addition with a multiphysics analysis for the entire system, useful as a theoretical framework for future research. It was conducted a general review of the state of the art in the field of pumping microdevices, specifically those focused on vacuum generation, discussing the performance of the displacement micropumps, who are emerging as one of the most feasible solutions related to vacuum generation from atmospheric pressure conditions. The design process entailed the geometric dimensioning, mechanical analysis and modeling by electrical analogy methods, as well as the multiphysical integration of its components in a simulation environment, being these theoretical tools useful in establishing the operating characteristics of the pumping microdevice. Finally, it was established a pumping cycle according to structural and operational parameters of the prototype final version, favoring its future implementation in a manufacturing process by a careful selection of design conditions. Thereby obtaining an electrostatically actuated diaphragm micropump prototype, able to achieve up to 66 torr minimum absolute pressure, with a flow rate of 0.016 sccm, by applying a voltage between electrodes of about 100 V. Achieving the design of a vacuum micropump prototype capable of reaching values of absolute pressure less than 100 torr from atmospheric pressure conditions.
dc.description.degreelevelMaestría
dc.description.degreenameMagíster en Ingeniería Mecánica
dc.format.mimetypeapplication/pdf
dc.identifier.instnameUniversidad Industrial de Santander
dc.identifier.reponameUniversidad Industrial de Santander
dc.identifier.repourlhttps://noesis.uis.edu.co
dc.identifier.urihttps://noesis.uis.edu.co/handle/20.500.14071/31140
dc.language.isospa
dc.publisherUniversidad Industrial de Santander
dc.publisher.facultyFacultad de Ingenierías Fisicomecánicas
dc.publisher.programMaestría en Ingeniería Mecánica
dc.publisher.schoolEscuela de Ingeniería Mecánica
dc.rightshttp://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
dc.rights.accessrightsinfo:eu-repo/semantics/openAccess
dc.rights.creativecommonsAtribución-NoComercial-SinDerivadas 4.0 Internacional (CC BY-NC-ND 4.0)
dc.rights.licenseAttribution-NonCommercial 4.0 International (CC BY-NC 4.0)
dc.rights.urihttp://creativecommons.org/licenses/by-nc/4.0
dc.subjectActuador Electrostático
dc.subjectComsol®
dc.subjectInteracción Fluido-Estructura
dc.subjectMicrobomba De Diafragma
dc.subjectMicrobomba De Vacío
dc.subjectSimulación Multifísica.
dc.subject.keywordComsol®
dc.subject.keywordDiaphragm Micropump
dc.subject.keywordElectrostatic Actuator
dc.subject.keywordFluid-Structure Interaction
dc.subject.keywordMultiphysics Simulation
dc.subject.keywordVacuum Micropump.
dc.titleMicrobomba de vacío : diseño, modelado y simulación
dc.title.englishVacuum micropump: design, modeling and simulation
dc.type.coarhttp://purl.org/coar/version/c_b1a7d7d4d402bcce
dc.type.hasversionhttp://purl.org/coar/resource_type/c_bdcc
dc.type.localTesis/Trabajo de grado - Monografía - Maestria
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