东京农工大学利用血流脉动原理使管内乱流摩擦阻力降低6成

2020-05-22 08:13:55 来源: 顺义信息港

东京农工大学研究生院工学府机械系统工程学专业特任副教授岩本薰开发出了可以降低乱流摩擦阻力的技术。通常乱流摩擦阻力占到管道流体输送能耗的9成以上。这是一项从生物血流脉动中获得启发开发的技术,其原理是使流体产生脉动、再层流化,从而降低乱流摩擦阻力。此项技术为日本新能源产业技术综合开发机构(NEDO)的产业技术研究扶持项目的一部分,目前已经进行过实验,并证实了效果。在由泵、弯曲部分以及凸点构成的室内实证试验中,最大具有约58%的能耗削减效果。

不仅是液体,该技术还可用于输送天然气、氢气以及二氧化碳等气体。据介绍,在原来采用管道的运输系统中,只需改变驱动流体的泵的控制方法即可。配管热损失将大幅降低,还可提高隔热效果。

在降低乱流摩擦阻力的方法中,此前也曾有过添加聚合物和表面活性剂等的方法,以及在管道表面均匀设置名为Libretto的微小突起的方法。不过,前者存在的问题是无法用于输送气体,输送液体时难以在输送完成后从液体中去除添加剂。而后者存在的课题是垃圾会粘附在突起上,还需要在配管内的整个内壁面上进行设置,因此初期成本较高等。而此次新开发的方法中则不存在上述问题。

东京农工大学将以该项技术的实用化为目标,调查弯曲管和支管等接头类部件的影响以及对流量传感器造成的影响,推进关于长距离输送的探讨。据悉,东京农工大学将与已经拥有区域冷暖气系统和管道技术,或者在长距离流体输送的技术开发和产品开发方面拥有经验和成的企业或组织交流,进行技术讨论或共同开发。(记者:富冈 恒宪)
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