Turbulentie in buizen en pijpleidingen stoppen bespaart energie

Turbulentie in vloeistoffen of gassen die onder druk doorheen een pijp of buis worden gestuurd, is een aanzienlijk probleem in de industrie. ’t Is te zeggen: het fenomeen zorgt ervoor dat er veel meer energie in de pijpleiding moet worden gepompt dan bij ordentelijke laminaire stromingen.

Tot nog toe geldt het credo dat vanaf het moment dat er een turbulente stroming ontstaat, ingenieurs eraan zijn voor de moeite. Het enige wat ze dan nog kunnen doen, is de turbulentie een beetje inperken.

Maar volgens Oostenrijkse wetenschappers gooien we de handdoek te snel in de ring. Volgens hen kan een turbulente stroming (gekenmerkt door chaotische stromingspatronen en grote verschillen in dichtheid en snelheid van het fluïdum) wel degelijk weer worden omgezet in een laminaire stroming. En dit zonder de gemiddelde stroomsnelheid te beïnvloeden. Daarmee zou er tot 95 procent bespaard kunnen worden op de energie die wordt gebruikt om de pompen aan te drijven.

De methode die de Oostenrijkers ontwikkelden, berust op het zoveel mogelijk afvlakken van het snelheidsprofiel in een dwarsdoorsnede van de buis en het fluïdum. Daarbij komt het erop aan zowel in het midden van de buis als aan de randen dezelfde stroomsnelheid te genereren. Dit kan door kleine rotortjes te plaatsen aan de binnenkant van de buis, of ventielen die extra vloeistof of gas injecteren en zo de stroomsnelheid opdrijven.

De wetenschappers hebben hun nieuwe methode enkel nog maar gedemonstreerd bij lage stroomsnelheden. Maar hun simulaties tonen aan dat de turbulentie ook oplost bij veel sterkere stromingen en turbulentie.