美用核磁共振技术提高喷气发动机性能
时间:2017-12-08

  美国核磁共振技术提高了喷气发动机的性能

  据美国科学促进会11月22日(北京时间)报道,磁共振成像(MRI)等医学成像技术现在在提高喷气发动机效率方面发挥了重要作用。在最近举行的美国物理学会流体动力学研究所年会上,斯坦福大学机械工程专业的科勒·尼尔博士介绍了他们的发明。

  Benson说MRI可以在几个小时内收集大量的3D数据,而传统的方法需要两年或更长时间才能完成测试。这项技术可以大大节省喷气发动机的设计和测试时间,使改进后的发动机不仅提高了效率,而且节约了能源。

  作为首批使用MRI收集流体数据的研究人员之一,Benson使用MRI技术来分析涡轮喷气发动机中热燃烧和制冷剂气体之间的混合,希望优化设计和减少制冷剂的使用,同时提高发动机性能和燃烧效率。

  本森说,以前分析冷热混合依靠荧光染料颗粒或油滴,通过激光照射,使其光照,然后使用高速摄像头采取自己的立场,然后使用电脑分析屏幕计算这些粒子的位置和速度。由于摄像机拍摄的照片覆盖范围较小,需要拼接多个局部照片才能形成完整的图像,为了达到三维视觉效果,还需要拍摄更多不同角度的图像,这个过程是非常耗时的-consuming。一位博士生花了三年时间收集数据。本森说,使用核磁共振记录相同数量的数据,但只要4小时到8小时。由于MRI技术本身被设计用于捕捉三维物体,因此它使用电磁脉冲来机械地振荡氢分子中的质子,并在磁场中重新排列时快速测量它们的位置。

  在实验中,团队使用水和硫酸铜的混合物进行成像。硫酸铜不仅成本低,而且对电磁脉冲也很快响应。相反,如果使用钆作为造影剂,扫描几个小时的连续消耗,成本太高。

  本森仍然在分析发动机叶片后缘的设计,并取得了一些进展。表面冷却效率提高了10%,相当于将叶片温度降低了100华氏度(约38摄氏度)降低到华氏150度(约66摄氏度)。

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