Имитация сердечного ритма устраняет турбуленцию в трубопроводах

Инженеры показали, что ритмичная накачка может снизить затраты энергии на транспортировку жидкостей по трубам.

Исследователи из Австрийского института науки и технологий продемонстрировали, как импульсная накачка может снизить трение и энергопотребление при транспортировке жидкостей в трубах. В основе технологии — имитация работы сердечно-сосудистой системы.

Как и любая часть нашего тела, человеческое сердце формировалось в результате миллионов лет эволюции. В отличие от обычных механических насосов, которые создают постоянный поток жидкости, сердце пульсирует. Нам было любопытно, есть ли преимущества у этой своеобразной формы движения.

Бьорн Хоф, профессор Австрийского института науки и технологий и соавтор исследования

Для исследования инженеры создали несколько экспериментальных установок, используя прозрачные трубы разной длины и диаметра, по которым перекачивали воду. Они наблюдали за турбулентностью — формированием завихрений и водоворотов, которые создают сильное трение между жидкостью и стенками трубы. Исследователи сделали турбулентность видимой, добавив в воду крошечные отражающие частицы и просветив лазером через прозрачную трубу.

Иллюстрация устранения турбулентности при пульсирующем режиме работы насоса. Изображение: Thomas Zauner, ISTA

Инженеры протестировали несколько режимов пульсирующей накачки. В обычных условиях пульсация увеличивает сопротивление и энергию, затрачиваемую насосом. Тогда исследователи добавили между импульсами короткую фазу покоя, как в сердце. Благодаря этим фазам покоя между импульсами количество турбулентности в трубе резко уменьшилось. 

Пульсирующие перекачивающие движения, подобные человеческому сердцу, снизили среднее трение на 27% и потребление энергии на 9%. Исследователи отмечают, что почти 20% мировой электроэнергии используется для перекачки жидкостей — от нефте- и газопроводов до систем водоснабжения. Замена насосов для использования пульсирующей технологии потребует финансирования, но конечный эффект должен превзойти затраты.


Читать далее:

Выяснилось, какие орехи снижают холестерин и сколько их надо есть в день

Посадочный модуль миссии «Чандраян-3» совершил прыжок на Луне и уснул

Физики наблюдали впервые квантовое состояние, предсказанное 50 лет назад: почему это важно

На обложке: Изображение от WangXiNa на Freepik

Подписывайтесь
на наши каналы в Telegram

«Хайтек»новостионлайн

«Хайтек»Dailyновости 3 раза в день

Первая полоса
Астрономы сфотографировали «детство Вселенной» до появления галактик
Космос
Прощальные кадры: лунный модуль сфотографировал закат на Луне
Наука
Гены загадочных предков людей повлияли на работу мозга, показало исследование
Наука
В Петербурге открыли лабораторию для создания компьютеров, которые имитируют работу мозга
Наука
Телескоп «Евклид» показал 26 млн галактик: опубликованы первые результаты миссии
Космос
Крошечных морских животных увеличили в пять раз, чтобы рассмотреть их клетки
Наука
В Сеченовском Университете появится «умная» операционная 
Новости
Операторы связи начали заменять китайское оборудование на российское
Новости
В России хотят обязать использование отечественных процессоров для ИИ
Новости
Посмотрите на первого робота-гуманоида Nvidia в действии
Новости
Образцы с обратной стороны Луны показали, какой она была в прошлом
Космос
Морские интернет-кабели научились «прослушивать» на предмет саботажа
Новости
Нового рекорда на термоядерном синтезе добились в России
Наука
Российские ученые разработали материалы для памяти будущего  
Наука
Выяснилось, какие мутации ДНК ускоряют старение  
Наука
«Суперджет» с российскими двигателями ПД-8 впервые поднялся в воздух
Новости
Светочувствительные нановолокна ускорили рост нейронов  
Наука
ChatGPT может «заболеть» тревожностью и депрессией, но есть способ его «успокоить»  
Новости
Москва сократила выбросы углерода на 190 000 тонн благодаря электробусам  
Новости
Игуаны совершили рекордное путешествие миллионы лет назад: они проплыли по океану 8 000 км
Наука