《自然》论文：以脉动方式泵送管道内液体或能提升效率降低能耗
发布时间：2023-09-07 16:32:40来源：
北京9月7日电 (记者 孙自法)国际著名学术期刊《自然》最新发表一篇工程学论文称，研究人员发现，类似于主动脉血流，以脉动方式泵送管道内的液体，或能提升工业液体输送效率，同时，这类方法有望降低能耗。
本次研究成果中的“层流”示意图(图片来自Thomas Zauner ISTA)。施普林格·自然 供图
该论文介绍，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，以及家中的暖气管。经过管道和通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，提升泵送成本。
本次研究成果中的激光片(图片来自Thomas Zauner ISTA)。施普林格·自然 供图
为了控制这类湍流，论文通讯作者、奥地利科技学院Björn Hof和同事以主动脉血流为灵感设计了一种方式——主动脉血流的脉动流湍流强度很低，因而能避免对血管的损伤。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。不过，Hof和同事引入了与心动周期中舒张期类似的休息期，舒张期是指心脏在两次跳动间处于休息的状态。这种方式能将阻力最多降低25%，比稳定泵送的管流节能约9%。
本次研究成果论文主要作者Björn Hof在实验室研究管道，图片来自(图片来自Nadine Poncioni ISTA)。施普林格·自然 供图
《自然》同期发表国际同行专家的“新闻与观点”文章认为，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。不过，后续仍需开展更多研究才能让这类节能成为现实。文章作者同时也提醒，这项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，或也无法反映现实世界的所有系统。(完)
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