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.
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.