KaramelaYedi
New member
Bilim rol modeli insan
Kalp boru hatlarında enerji tasarrufuna nasıl yardımcı olabilir?
Tarih: 7 Eylül 2023| Okuma süresi: 3 dakika
Fizikçi Björn Hof laboratuvarda boru hatlarıyla deneyler yapıyor
Kaynak: Nadine Poncioni ISTA
WELT podcast’lerimizi buradan dinleyebilirsiniz
Gömülü içeriğin görüntülenmesi için, üçüncü taraf sağlayıcılar olarak gömülü içeriğin sağlayıcıları bu izni gerektirdiğinden, kişisel verilerin iletilmesi ve işlenmesine ilişkin geri alınabilir onayınız gereklidir. [In diesem Zusammenhang können auch Nutzungsprofile (u.a. auf Basis von Cookie-IDs) gebildet und angereichert werden, auch außerhalb des EWR]. Anahtarı “açık” konuma getirerek bunu kabul etmiş olursunuz (herhangi bir zamanda iptal edilebilir). Bu aynı zamanda GDPR Madde 49 (1) (a) uyarınca belirli kişisel verilerin ABD dahil üçüncü ülkelere aktarılmasına ilişkin onayınızı da içerir. Bu konuda daha fazla bilgi bulabilirsiniz. Sayfanın altındaki anahtarı ve gizliliği kullanarak onayınızı istediğiniz zaman iptal edebilirsiniz.
Dünyadaki elektriğin yüzde onu sıvı ve gazların pompalanmasında kullanılıyor. Araştırmacılar artık bu enerjinin çoğunu nasıl tasarruf edebileceklerini buldular. Bir insan organı model olarak kullanıldı.
BPompalama tipi kalbe benzerse, sıvıları ve gazları tüpler aracılığıyla taşırken çok fazla enerji tasarrufu sağlanabilir. Avusturyalı bilim adamları bunu deneylerde ve bilgisayar simülasyonlarında keşfettiler.
Günümüzün sürekli akışıyla karşılaştırıldığında, yeni pompalama yöntemi düz bir borudaki türbülansı yüzde 27, pompalama için gereken enerjiyi ise yüzde 9 oranında azaltabiliyor. Avusturya’nın Klosterneuburg şehrindeki Avusturya Bilim ve Teknoloji Enstitüsü’nden (ISTA) Björn Hof liderliğindeki bir grup, sonuçlarını “Nature” dergisinde sundu.
Araştırmanın yazarları, mevcut tahminlere göre dünya elektriğinin yaklaşık yüzde onunun sıvı ve gaz pompalamak için kullanıldığını yazıyor. Buna göre mühendisler uzun süredir pompalamayı daha verimli hale getirmenin yollarını arıyorlar. Bunun nedeni, boru hattı duvarlarında sürtünmenin meydana gelmesi ve bunun da sıvı veya gazda türbülansa ve türbülansa yol açmasıdır.
Teknoloji ve zaman sayesinde
Etik Konseyi Başkanı Alena Buyx
Türbülansın neden olduğu direncin üstesinden gelmek için pompa gücünün arttırılması gerekir. Araştırmanın baş yazarı ISTA’dan Davide Scarselli, enstitüsünden yaptığı açıklamada, “Sensörler ve aktüatörler gibi altyapıda karmaşık yapısal değişiklikler gerektirmeyen bir yaklaşım arıyorduk” dedi.
Geleneksel mekanik pompalar sabit bir sıvı veya gaz akışı üretirken kalp atıyor. Hof, “Bu özel sürüş biçiminin bir avantaja sahip olup olmayacağını merak ediyorduk” diye açıklıyor. Kalbin pompalanmasının özelliği bir dinlenme aşamasının yani diyastolün olmasıdır: Bu aşamada kalp odaları gevşer ve kan kulakçıklardan dışarı akar. Hof, “Sürtünmeyi ve türbülanslı dalgalanmaları azaltmak, kan damarlarımızın en iç katmanını oluşturan strese duyarlı hücrelerin zarar görmesini önlediği için biyolojik bağlamda açıkça faydalıdır” diye ekliyor.
Daha az türbülans: pompalar arasındaki dinlenme süresi
Titreşimli pompalarla yapılan ve neredeyse hiç verimlilik avantajı sağlamayan önceki deneylerin aksine, Hof ve meslektaşları dinlenme aşamasını da hesaba kattı. Araştırmacılar pompalanan suya yansıtıcı parçacıklar eklediler ve şeffaf tüpteki türbülansı görselleştirmek için bir lazer kullanabildiler. Pompalar arasındaki dinlenme süresi türbülansı önemli ölçüde azalttı. Hof’un ekibi farklı uzunluk ve çaplardaki borularla çok sayıda pratik test ve bilgisayar simülasyonu gerçekleştirdi.
Kaynak: Thomas Zauner ISTA
Akış hızının biraz daha yavaş artması ve ardından tekrar azalması halinde türbülansta belirgin bir azalma görülebilmektedir. Bununla birlikte, yüzde 27 daha az türbülans ve yüzde 9 daha düşük enerji tüketimi ile optimum, akış hızının önce hızlı bir şekilde arttığı ve daha sonra biraz daha yavaş azaldığı zaman ortaya çıktı; bu, dinlenme fazının en iyi tipinin ve uzunluğunun kalbin diyastolüne çok benzer olduğu anlamına gelir. Hof, “Vücudumuzun her parçası gibi insan kalbi de milyonlarca yıllık evrimle şekillenmiştir” diye açıklıyor, kalbin mekanik pompalar için bir model olmasının nedeni budur.
Glasgow Üniversitesi’nden Angela Busse şöyle yazıyor: “Sıvı pompalamanın Avrupa Birliği’ndeki toplam enerji tüketiminin neredeyse yüzde 15’ini oluşturduğu tahmin edildiğinde, pompalama gücündeki yüzde dokuzluk bir azalma, enerji verimliliğinin artırılmasına önemli bir katkı sağlayabilir.” yoruma eşlik ediyor. Ancak deneylerin şu ana kadar yalnızca düz borular üzerinde gerçekleştirildiğine dikkat çekiyor; pratikte çok daha karmaşık boru sistemleri mevcut. Bu nedenle bu tür tasarrufların gerçekleştirilebilmesi için daha fazla araştırmaya ihtiyaç vardır.
Burada üçüncü taraflardan içerik bulacaksınız
Gömülü içeriğin görüntülenmesi için, üçüncü taraf sağlayıcılar olarak gömülü içeriğin sağlayıcıları bu izni gerektirdiğinden, kişisel verilerin iletilmesi ve işlenmesine ilişkin geri alınabilir onayınız gereklidir. [In diesem Zusammenhang können auch Nutzungsprofile (u.a. auf Basis von Cookie-IDs) gebildet und angereichert werden, auch außerhalb des EWR]. Anahtarı “açık” konuma getirerek bunu kabul etmiş olursunuz (herhangi bir zamanda iptal edilebilir). Bu aynı zamanda GDPR Madde 49 (1) (a) uyarınca belirli kişisel verilerin ABD dahil üçüncü ülkelere aktarılmasına ilişkin onayınızı da içerir. Bu konuda daha fazla bilgi bulabilirsiniz. Sayfanın altındaki anahtarı ve gizliliği kullanarak onayınızı istediğiniz zaman iptal edebilirsiniz.
Kalp boru hatlarında enerji tasarrufuna nasıl yardımcı olabilir?
Tarih: 7 Eylül 2023| Okuma süresi: 3 dakika
Fizikçi Björn Hof laboratuvarda boru hatlarıyla deneyler yapıyor
Kaynak: Nadine Poncioni ISTA
WELT podcast’lerimizi buradan dinleyebilirsiniz
Gömülü içeriğin görüntülenmesi için, üçüncü taraf sağlayıcılar olarak gömülü içeriğin sağlayıcıları bu izni gerektirdiğinden, kişisel verilerin iletilmesi ve işlenmesine ilişkin geri alınabilir onayınız gereklidir. [In diesem Zusammenhang können auch Nutzungsprofile (u.a. auf Basis von Cookie-IDs) gebildet und angereichert werden, auch außerhalb des EWR]. Anahtarı “açık” konuma getirerek bunu kabul etmiş olursunuz (herhangi bir zamanda iptal edilebilir). Bu aynı zamanda GDPR Madde 49 (1) (a) uyarınca belirli kişisel verilerin ABD dahil üçüncü ülkelere aktarılmasına ilişkin onayınızı da içerir. Bu konuda daha fazla bilgi bulabilirsiniz. Sayfanın altındaki anahtarı ve gizliliği kullanarak onayınızı istediğiniz zaman iptal edebilirsiniz.
Dünyadaki elektriğin yüzde onu sıvı ve gazların pompalanmasında kullanılıyor. Araştırmacılar artık bu enerjinin çoğunu nasıl tasarruf edebileceklerini buldular. Bir insan organı model olarak kullanıldı.
BPompalama tipi kalbe benzerse, sıvıları ve gazları tüpler aracılığıyla taşırken çok fazla enerji tasarrufu sağlanabilir. Avusturyalı bilim adamları bunu deneylerde ve bilgisayar simülasyonlarında keşfettiler.
Günümüzün sürekli akışıyla karşılaştırıldığında, yeni pompalama yöntemi düz bir borudaki türbülansı yüzde 27, pompalama için gereken enerjiyi ise yüzde 9 oranında azaltabiliyor. Avusturya’nın Klosterneuburg şehrindeki Avusturya Bilim ve Teknoloji Enstitüsü’nden (ISTA) Björn Hof liderliğindeki bir grup, sonuçlarını “Nature” dergisinde sundu.
Araştırmanın yazarları, mevcut tahminlere göre dünya elektriğinin yaklaşık yüzde onunun sıvı ve gaz pompalamak için kullanıldığını yazıyor. Buna göre mühendisler uzun süredir pompalamayı daha verimli hale getirmenin yollarını arıyorlar. Bunun nedeni, boru hattı duvarlarında sürtünmenin meydana gelmesi ve bunun da sıvı veya gazda türbülansa ve türbülansa yol açmasıdır.
Teknoloji ve zaman sayesinde
Etik Konseyi Başkanı Alena Buyx
Türbülansın neden olduğu direncin üstesinden gelmek için pompa gücünün arttırılması gerekir. Araştırmanın baş yazarı ISTA’dan Davide Scarselli, enstitüsünden yaptığı açıklamada, “Sensörler ve aktüatörler gibi altyapıda karmaşık yapısal değişiklikler gerektirmeyen bir yaklaşım arıyorduk” dedi.
Geleneksel mekanik pompalar sabit bir sıvı veya gaz akışı üretirken kalp atıyor. Hof, “Bu özel sürüş biçiminin bir avantaja sahip olup olmayacağını merak ediyorduk” diye açıklıyor. Kalbin pompalanmasının özelliği bir dinlenme aşamasının yani diyastolün olmasıdır: Bu aşamada kalp odaları gevşer ve kan kulakçıklardan dışarı akar. Hof, “Sürtünmeyi ve türbülanslı dalgalanmaları azaltmak, kan damarlarımızın en iç katmanını oluşturan strese duyarlı hücrelerin zarar görmesini önlediği için biyolojik bağlamda açıkça faydalıdır” diye ekliyor.
Daha az türbülans: pompalar arasındaki dinlenme süresi
Titreşimli pompalarla yapılan ve neredeyse hiç verimlilik avantajı sağlamayan önceki deneylerin aksine, Hof ve meslektaşları dinlenme aşamasını da hesaba kattı. Araştırmacılar pompalanan suya yansıtıcı parçacıklar eklediler ve şeffaf tüpteki türbülansı görselleştirmek için bir lazer kullanabildiler. Pompalar arasındaki dinlenme süresi türbülansı önemli ölçüde azalttı. Hof’un ekibi farklı uzunluk ve çaplardaki borularla çok sayıda pratik test ve bilgisayar simülasyonu gerçekleştirdi.
Kaynak: Thomas Zauner ISTA
Akış hızının biraz daha yavaş artması ve ardından tekrar azalması halinde türbülansta belirgin bir azalma görülebilmektedir. Bununla birlikte, yüzde 27 daha az türbülans ve yüzde 9 daha düşük enerji tüketimi ile optimum, akış hızının önce hızlı bir şekilde arttığı ve daha sonra biraz daha yavaş azaldığı zaman ortaya çıktı; bu, dinlenme fazının en iyi tipinin ve uzunluğunun kalbin diyastolüne çok benzer olduğu anlamına gelir. Hof, “Vücudumuzun her parçası gibi insan kalbi de milyonlarca yıllık evrimle şekillenmiştir” diye açıklıyor, kalbin mekanik pompalar için bir model olmasının nedeni budur.
Glasgow Üniversitesi’nden Angela Busse şöyle yazıyor: “Sıvı pompalamanın Avrupa Birliği’ndeki toplam enerji tüketiminin neredeyse yüzde 15’ini oluşturduğu tahmin edildiğinde, pompalama gücündeki yüzde dokuzluk bir azalma, enerji verimliliğinin artırılmasına önemli bir katkı sağlayabilir.” yoruma eşlik ediyor. Ancak deneylerin şu ana kadar yalnızca düz borular üzerinde gerçekleştirildiğine dikkat çekiyor; pratikte çok daha karmaşık boru sistemleri mevcut. Bu nedenle bu tür tasarrufların gerçekleştirilebilmesi için daha fazla araştırmaya ihtiyaç vardır.
Burada üçüncü taraflardan içerik bulacaksınız
Gömülü içeriğin görüntülenmesi için, üçüncü taraf sağlayıcılar olarak gömülü içeriğin sağlayıcıları bu izni gerektirdiğinden, kişisel verilerin iletilmesi ve işlenmesine ilişkin geri alınabilir onayınız gereklidir. [In diesem Zusammenhang können auch Nutzungsprofile (u.a. auf Basis von Cookie-IDs) gebildet und angereichert werden, auch außerhalb des EWR]. Anahtarı “açık” konuma getirerek bunu kabul etmiş olursunuz (herhangi bir zamanda iptal edilebilir). Bu aynı zamanda GDPR Madde 49 (1) (a) uyarınca belirli kişisel verilerin ABD dahil üçüncü ülkelere aktarılmasına ilişkin onayınızı da içerir. Bu konuda daha fazla bilgi bulabilirsiniz. Sayfanın altındaki anahtarı ve gizliliği kullanarak onayınızı istediğiniz zaman iptal edebilirsiniz.