一种让氢气运输更安静的方法

氢是最轻、最简单、最丰富的化学元素。它约占宇宙质量的 75%，很可能成为未来的能源。其燃烧过程中形成水并释放大量能量，同时不排放二氧化碳或其他有害物质。氢能源被认为是环保的。当运输包括氢气在内的气体时，气体分配站的噪音会增加。它会损害听力并对设备的操作产生负面影响。彼尔姆理工大学的科学家研究了氢气流经管道时声波的行为，并测试了由不同材料制成的隔板。研究结果将有助于将噪音水平降低到安全水平。

文章发表在《PNIPU Mechanics Bulletin》杂志上。随着时间的推移，氢将取代传统的煤炭、石油和天然气，其用途将扩大到汽车加油、建筑物供暖、原材料的生产和提取以及工业设施中作为能源。

据预计，到2040年，氢气管道系统长度将达到2.3万公里以上，其中75%将改建为现有天然气管道。

问题是，在氢气输送过程中操作现有管道时，噪音可能会大大超过对人类安全的标准。SanPiN 表示，工业厂房的噪音水平应在 80 分贝以内。例如，在90分贝（一辆驶过的货车的声音）时，听觉器官的功能已经受损，出现头痛和恶心。手提钻会产生 120 分贝的噪音，对于没有耳机的人来说几乎难以忍受，可能会导致听力突然丧失。

科学家对使用不同材料制成的隔板时管道中声波的传播和阻尼过程进行了研究。他们开发了一个数值模型，将材料参数代入其中，并确定隔板振动的频率和幅度以及压力如何变化。
“以前，模型仅考虑气体动力学，即气体如何移动以及与固体、不可变形障碍物相互作用。我们开发了一个模型，不仅考虑了这一点，还考虑了结构在暴露于氢气流时的变形。这以前从未发生过。”PNRPU 航空航天学院院长、技术科学博士弗拉基米尔·莫多斯基 (Vladimir Modorsky) 解释道。

“在某些情况下，气流会引起隔板的振动并导致共振，即增加噪音，而在其他情况下，相反，它会削弱甚至消除声波。在实践中，我们的模型可以这样运作：企业根据具体情况选择隔断的材料、设计、如何布置以及数量，也就是说，他们将得到降噪的“单独计算”。 PNRPU 高性能计算系统中心工程师 Margarita Seregina 分享道。

彼尔姆理工学院科学家的研究将有助于找到在通过管道输送气体（包括氢气及其混合物）时降低噪音的最有效方法。这不仅可以保护工作人员的健康，还可以加快国内能源部门向氢资源转型的进程。