Технології

Імітація серцевого ритму усуває турбуленцію в трубопроводах

Інженери показали, що ритмічне накачування може знизити витрати енергії на транспортування рідин по трубах.

Дослідники з Австрійського інституту науки і технологій продемонстрували, як імпульсне накачування може знизити тертя і енергоспоживання при транспортуванні рідин в трубах. В основі технології — імітація роботи серцево-судинної системи.

Як і будь-яка частина нашого тіла, людське серце формувалося в результаті мільйонів років еволюції. На відміну від звичайних механічних насосів, які створюють постійний потік рідини, серце пульсує. Нам було цікаво, чи є переваги у цій своєрідній форми руху, – говорить Бьорн Хоф, професор Австрійського інституту науки і технологій та співавтор дослідження

Для дослідження інженери створили кілька експериментальних установок, використовуючи прозорі труби різної довжини і діаметра, за якими перекачували воду. Вони спостерігали за турбулентністю — формуванням завихрень і вирів, які створюють сильне тертя між рідиною і стінками труби. Дослідники зробили турбулентність видимою, додавши в воду крихітні відбиваючі частинки і просвітивши лазером через прозору трубу.

Ілюстрація усунення турбулентності при пульсуючому режимі роботи насоса. Зображення: Thomas Zauner, ISTA

Інженери протестували кілька режимів пульсуючого накачування. У звичайних умовах пульсація збільшує опір і енергію, що витрачається насосом. Тоді дослідники додали між імпульсами коротку фазу спокою, як в серці. Завдяки цим фазам спокою між імпульсами кількість турбулентності в трубі різко зменшилася.

Пульсуючі перекачуючі рухи, подібні людському серцю, знизили середнє тертя на 27% і споживання енергії на 9%. Дослідники відзначають, що майже 20% світової електроенергії використовується для перекачування рідин — від нафто- і газопроводів до систем водопостачання. Заміна насосів для використання пульсуючої технології потребують фінансування, але кінцевий ефект повинен перевершити витрати.

Залишити відповідь

Ваша e-mail адреса не оприлюднюватиметься. Обов’язкові поля позначені *

Цей сайт використовує Akismet для зменшення спаму. Дізнайтеся, як обробляються ваші дані коментарів.

Back to top button