微机电系统通过微制造技术将机械单元、传感器、执行器件和电子元件整合到一片微基板上。微机电系统现正被广泛应用于航空、生物化学、基因分析等多个领域。微流控系统作为微机电系统的一个重要分支,近年来取得了很大的进展。微泵是微流控系统中不可或缺的关键部件。对于微泵的基本设计要求是高可靠性、低能量消耗、制造方便、生产成本低、易于控制等。在宏观尺度下,泵一般都包括了活塞和阀门这些部件。但是当尺寸下降的时候,活动部件的制造困难程度将会增加,而运行的可靠性将会降低。所以在微流控制系统中,无阀泵将是微泵最好的一个发展趋势,其性能及操作特性是其重要的需要关注的方面。本文利用电加热产生汽泡,过冷主流冷凝汽泡缩小的特性,在前人的研究基础上,构成了一种新型的热汽泡驱动的微泵。并利用数值模拟的方法,研究了汽泡驱动无阀微泵的特性。利用利用CFD程序FLUENT的UDFs接口,通过能量及质量传递的解析描述汽泡的行为,研究了汽泡驱动无阀泵的特性。研究发现,包含一个汽泡生长和冷凝的汽泡变化过程的微泵工作周期中,冷凝阶段的时间较长,是微泵驱动的决定性因素。汽泡的生长和加热壁面的过热度相关,壁面过热度升高,汽泡生长速度变快,相同时间到达更大的体积。不同的冷凝阶段加热壁面温度变化情况,汽泡的生长特性不同,连续变化的壁面温度边界条件,汽泡冷凝时间变长。不同的壁面过热度有不同的最佳驱动频率和驱动比例。不同的壁面过热度有不同的最佳驱动频率,过热度增加,最佳驱动频率会降低,流量和压力变大。同一壁面过热度,流量和压力有相似的变化趋势。而对于两种不同的冷凝阶段加热壁面情况,定温条件的泵的流量比变温条件泵的流量要高,原因是定温条件下,汽泡的冷凝较快,泵的流量增加。在定壁温条件下,ΔT =15°C时,f = 202.02 Hz,duty=4.03 %,最大的体积流量是29.6μL/min,最大的泵压是680 Pa。在变壁温条件下,过热度ΔT =15°C时,f= 170.9 Hz,duty=2.56 %,体积流量Q=9.023μL/min,泵送压力为687 Pa。壁面温度条件的改变对流量有较大的影响,对泵送压力影响不大。研究还发现,汽泡驱动无阀微泵在吸取模式中,能解决一般微泵中遇到的无法将输送流体混合的问题。在当微泵工作在吸取模式的时候,来自于进口和出口的流体的冲击,会将一个大的汽泡分成两个小部分,而驱动腔中会出现涡流,流体在驱动腔中混合。