Seksjonen forskning består av saker som er skrevet av ansatte i Forskningsrådet, Sintef, NTNU og UiO.
Naturens egne labyrinter gjenskapt i UiO-Lab. (Bilde: UiO)

FRIKSJONSVÆSKER

– Hva som skjer når blandinger av partikler og væske strømmer er fortsatt dårlig forstått

Sand og vann kan være forbløffende komplisert. En ny studie viser hvordan propper dannes i rør. Denne kunnskapen er viktig for oljeutvinning, spredning av forurensning og transport av blod i kroppen.

Har du prøvd å leke med en blanding av maisstivelse og vann? Klem den i hånda og du kan forme den som en snøball. Slutter du å klemme renner blandingen som tynn væske mellom fingrene.

Blandingen er en «ikke-newtonsk væske» som blir mer tyktflytende når den utsettes for krefter eller stress, og et eksempel på en væske med kompliserte egenskaper.

Dårlig forståtte blandinger

– Hva som skjer når blandinger av partikler og væske strømmer er fortsatt dårlig forstått, forteller Eirik G Flekkøy ved UiO.

Det til tross for at kunnskapen er viktig i farmasøytisk industri og prosessindustrien, i oljeutvinning og for håndtering av grunnvannsreservoarer, og i brenselcelleteknologi.

– På området er det mye prøving og feiling, sier Flekkøy.

Studien

«Frictional fluid dynamics and plug formation in multiphase millifluidic flow» er publisert i Physical Review Letters (PRL) juli 2016

Studien er gjennomført av Guillaume Dumazier, Monem Ayaz, Knut Jørgen Måløy og Eirik Grude Flekkøy ved UiO i samarbeid med Bjørnar Sandnes ved Swansea University.

Physical Review Letters er det fysikktidsskriftet som rangeres høyest i verden.

– Vi forsøker å erstatte det med en forståelse av hva som skjer, og lage modeller hvor man kan regne seg fram til svaret isteden.

Rør med propper

Han og kollegene har nylig publisert resultater fra et eksperiment med nettopp en blanding av faste partikler og vann.

I dette eksperimentet fylte forskerne et rør med blandingen og undersøkte hva som skjedde når røret skulle pumpes tomt.

I røret dannet massen propper som ble liggende igjen i røret med jevne mellomrom dersom røret ble tømt langsomt. Ved høye hastigheter ble all den faste massen også med ut av røret.

I videoen til høyre kan du se hvordan eksperimentene foregikk:

Forskningen er rent nysgjerrighetsdrevet, forteller han:

– Vi spør oss selv «Hva skjer hvis jeg gjør dette?» Etterpå finner vi ut hvilke sammenhenger som er prinsipielt viktige, og som kan være anvendbare i forståelse av naturen, i industri og for teknologiutvikling.

Labyrintstudier

Eirik Grude Flekkøy mener eksperimentering i laben fører til mindre prøv og feil i industrien.
Eirik Grude Flekkøy mener eksperimentering i laben fører til mindre prøv og feil i industrien. Foto: Hilde Lynnebakken/UiO

Røreksperimentene er basert på tidligere studier av labyrintformasjoner. Forskerne ønsket å studere noen detaljer i labyrintene nærmere.

Labyrintene har forøvrig fått mye oppmerksomhet i fagmiljøet, både fordi det er ekte labyrinter som dannes i laboratoriet, og fordi bildene er vakre.

Les om labyrintene: Naturens labyrinter

– Vi kaller blandingene vi har studert for friksjonsvæsker, siden vi har sett at friksjon er en av de styrende parametrene.

Startet i Norge

Studiet av friksjonsvæsker er nytt, og ble startet i Norge.

– De siste eksperimentene med rørene er en liten kunnskapsbrikke i det større fagområdet strømninger av porøse medier, forteller Flekkøy.

Oljeutvinning, spredning av forurensing og transport av blod i kroppen er eksempler på anvendelser av fagområdet.

Forskere ved NTNU og UiO har mange års samarbeid på feltet, og har søkt om status som SFF (Senter for framragende forskning) for «Porous Media Laboratory,» under ledelse av Alex Hansen ved NTNU. Det norske fagmiljøet er med i runde 2 i konkurransen om å bli SFF.

Kommentarer (1)

Kommentarer (1)