用工程学控制湍流 以心脏为灵感的管道液体能“顺流而动”

作者: 来源: 科技日报 2023-09-07 18:39:16

 


(资料图片)

研究人员在实验室研究管道。
图片来源:奥地利科技学院

《自然》最新发表的一项研究显示,以脉动方式泵送管道内的液体(类似于主动脉血流),或能提升工业液体输送效率,并有望降低能耗。

许多行业和家庭都需要使用管道输送液体或气体,如输油或输气管道。经过管道的液体会遇到摩擦力,形成湍流,从而增加泵送这些液体所需的能耗及成本。

为了控制这类湍流,奥地利科技学院的研究团队以主动脉血流为灵感设计了一种新方法。之前在管流中引入周期性脉动的尝试对降低湍流的作用很有限,研究人员引入了与心动周期中舒张期类似的休息期方式,从而将阻力最多降低25%,比稳定泵送的管流节能约9%。

在一篇同时发表的新闻与观点文章中,英国格拉斯哥大学科学家安吉拉·布斯写道,“考虑到液体泵送约占欧盟全部能耗的15%,因此减少9%的泵送能耗或将极大地提升能效。”

评论表示,仍需开展更多研究才能让这类节能成为现实。同时应注意到的是,该研究中使用的流体性质可能与工业管流中使用的并不等同,而且这些实验使用的都是笔直的管道,或无法反映现实世界的所有系统。

 

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