От воды до нефти и к газу огромное количество жидкостей транспортируется в мире через трубы. Сумма энергии раньше качала эти жидкости, существенно и соответствует примерно 10% глобального потребления электричества. Исходя из этого не делается неожиданностью, что исследователи во всем мире трудятся очень сильно над тем, дабы обнаружить методы уменьшить эти затраты.
Большинство этих энергетических утрат позвана турбулентностью, явление, которое ведет к решительному повышению фрикционного сопротивления и следовательно намного больше энергии требуется, дабы качать жидкость. Прошлые подходы хотели попасть в местном масштабе снижать уровни турбулентности.
Сейчас исследовательская несколько Бьорна Хофа в IST Австрия показала совсем новый подход, занявшись проблемой с разной стороны: вместо того, дабы временно ослаблять турбулентность, им удалось дестабилизировать существующую турбулентность так, дабы поток машинально стал пластинчатым.В так именуемом ламинарном течении, потоки жидкости в параллельных слоях, каковые не смешиваются.
Противоположность этого – турбулентное течение, которое характеризуется хаотическими изменениями и вихрями в скорости и давлении в жидкости. Большая часть потоков, каковые мы можем замечать по собственной природе и в разработке, бурное от дыма погашенной свечи к потоку крови в левом желудочке отечественного сердца.
В трубах и ламинарные и турбулентные течения смогут в принципе существовать и быть стабильными, но уже мелкое беспокойство может сделать ламинарное течение бурным. Турбулентность в трубах, как до сих пор предполагалось, была стабильна, и упрочнения сократить энергетические затраты, исходя из этого лишь сосредоточенные на сокращении ее величины, но не всецело погасить его.
В их доказательстве принципа Бьорн Хоф и его несколько сейчас продемонстрировали, что это предположение было неправильным, и что турбулентное течение может вправду быть преобразовано к пластинчатому. Поток по окончании того остается пластинчатым, если он не нарушен опять.
«Не было человека, кто знал, что было вероятно избавиться от турбулентности на практике. Мы сейчас доказали, что это возможно сделано.
Это открывает новые возможности создать приложения для трубопроводов», растолковывает Джэйкоб Кунен.Секрет содержится в скоростном профиле, т.е., в трансформации скорости потока, смотря на разные положения в поперечном сечении трубы. Поток есть самым стремительным среди трубы, тогда как это намного медленнее около стен.
Помещая роторы в поток, что уменьшил различие между жидкостью в центре и что близко к стенке, исследователям удалось взять «более плоский» профиль. Потому, что таковой поток воображает процессы, каковые выдерживают и создают бурные водовороты, терпят неудачу, и жидкость неспешно возвращается, дабы сглаживать пластинчатое перемещение, и это осталось пластинчатым, пока это не достигло финиша трубы.
Второй метод взять плоский скоростной профиль был в том, чтобы ввести жидкость от стенки. Еще одно внедрение идеи плоского скоростного профиля было подвижной частью трубы: перемещая стенки скоро через протяжение трубы, они кроме этого взяли тот же самый плоский профиль, что вернул ламинарное течение.Несколько уже зарегистрировала два патента для их открытия. Но превращение этого доказательства понятия экспериментирует в совокупность, которая может употребляться в фактических нефтяных либо водных трубопроводах, во всем мире потребует еще некоторых упрочнений в развитии.
До сих пор понятие было доказано для довольно мелких скоростей, но для применения в трубопроводах, использование, трудящееся в большей скорости, будет нужно. В компьютерных моделированиях, но, плоский скоростной профиль постоянно приводил к успешному устранению турбулентности, которая весьма перспективна для будущих событий.«В компьютерных моделированиях мы удостоверились в надежности действие плоского скоростного профиля для чисел Рейнольдса до 100 000, и это трудилось полностью везде.
Следующий ход обязан сейчас вынудить его трудиться кроме этого на высокие скорости в опытах», говорит Бьорн Хоф.