NRGreport
Menü

Forradalmi megoldás Ausztriából – jelentősen csökkenthető a csővezetékes szállítás költsége

Olaj, víz és gázvezetékek hálózzák be a bolygónkat. Óriási mennyiségű folyadékot és gázt szállítanak csővezetékek. A szivattyúzásához, a csőben áramló anyag mozgatásához felhasznált energia mennyisége a globális villamosenergia-fogyasztás mintegy 10 százaléka.

A csővezetékekben fellépő energiaveszteséget a turbulencia okozza. Ha sikerülne kiküszöbölni a folyadékok és a gáz szállítása közben fellépő turbulens mozgásokat, akkor a DalyScience írása szerint a csővezetékes szállításhoz szükséges energia mennyisége 95 százalékkal csökkenthető lenne. Globálisan tehát hatalmas összegről van szó, nem véletlen, hogy több kutatóintézetben foglalkoznak a probléma megoldásával.

Institute of Science and Technology Austria központi épülete Bécs mellett, Klosterneuburgnál

Az Osztrák Tudományos és Technológiai Intézetben (Institute of Science and Technology Austria – IST Austria) Björn Hof és kutatócsoportja régóta dolgozik a probléma megoldásán. Úgy tűnik most áttörést értek el és sikerült a csővezetékben kialakuló turbulens áramlást, laminárissá alakítani.

Kulcskérdés a lamináris áramlás kialakítása

A vezetékekben mozgó folyadék vagy gáz molekuláinak a sebessége nem azonos a vezeték szélén és közepén. A széleken a súrlódástól lelassuló áramlás folyamatosan össze akar keveredni a csővezeték közepén gyorsabban mozgó folyadékkal, így alakulnak ki a turbulenciák. A lamináris áramlás során a folyadék viszont rétegesen és párhuzamosan áramlik, mintha végtelen számú csövecskében mozogna az anyag. A különböző rétegek sebessége változó lehet, de nem keverednek össze, így turbulencia sem alakul ki. A lamináris áramlat létrehozása tehát kulcskérdés a csővezetékes szállítás költségeinek csökkentésében.

Björn csoportja egy olyan technikát dolgozott ki, amivel a turbulens áramlást laminárissá tudják alakítani. „Mindenki azt hitte, hogy a turbulenciától nem lehet megszabadulni. Bebizonyítottuk, hogy igenis kiküszöbölhető. Ez új lehetőségeket nyit meg a csővezetékek fejlesztésében "- mondta Jakob Kühnen, a kutatócsoport egyik tagja a lapnak.

A titok az áramlási sebességben van. Ha egy cső keresztmetszetét nézzük, akkor az áramlás középen gyorsabb, mit a széleken. Az osztrák kutatók háromféleképpen tudtak kialakítani a lamináris áramláshoz szükséges sebességértékeket: először a csőbe speciális rotorokat helyeztek, így csökkentették a csőben kialakuló sebességkülönbségeket. A kísérlet során teljesen sima, lamináris áramlást kaptak, amely a cső végéig fennmaradt. Sebességkülönbség csökkentést értek el akkor is, amikor a folyadékot a cső faláról fecskendezték annak belsejébe, a harmadik kísérletükben pedig, a csővezeték egyes szakaszait gyorsan megforgatták. Mindhárom esetben kialakult a lamináris mozgás.

Az osztrák kutatócsoport eddig két szabadalmat jegyeztetett be, azonban a végleges kísérletek a valódi nagynyomású kőolajvezetékekkel még hátravannak.

Forrás: ScienceDaly