美用核磁共振技術(shù)提高噴氣發(fā)動機(jī)性能

作為*利用MRI技術(shù)收集流體數(shù)據(jù)的研究人員之一，本森利用MRI技術(shù)來分析渦輪噴氣發(fā)動機(jī)中熱燃燒和制冷氣體之間的混合情況，希望以此來優(yōu)化設(shè)計(jì)，減少制冷劑用量，同時提高發(fā)動機(jī)性能和燃燒效率。

本森說，此前分析冷熱混合情況時都依靠熒光染料微?；蛴偷?，通過激光照射使其發(fā)光，然后用高速照相機(jī)拍攝它們的位置，再利用計(jì)算機(jī)分析畫面計(jì)算出這些微粒的位置和速度。由于照相機(jī)拍攝的照片覆蓋面很小，需要將多張局部小照片拼在一起才能形成一幅完整圖像，而為了達(dá)到三維立體視覺效果，還要拍攝更多不同角度圖像，這一過程非常耗時。“有個博士生收集這些數(shù)據(jù)就花了3年時間。”本森說，而用MRI來拍攝同樣數(shù)量的數(shù)據(jù)，卻只要4小時到8小時。因?yàn)镸RI技術(shù)本身就是設(shè)計(jì)用來拍攝三維物體的，它能利用電磁脈沖有組織地震蕩氫分子中的質(zhì)子，當(dāng)其在磁場中重新排列時迅速測出它們的位置。

研究小組在實(shí)驗(yàn)中使用了水和硫酸銅的混合溶液來成像，硫酸銅不僅成本低，而且也能對電磁脈沖快速作出響應(yīng)，相比之下，如果利用醫(yī)學(xué)上通常使用的流質(zhì)釓作為造影劑，連續(xù)幾個小時的掃描消耗，所需成本過于昂貴。

本森目前仍在分析發(fā)動機(jī)扇葉尾緣設(shè)計(jì)，并已經(jīng)取得了一些進(jìn)展。“表面制冷效率已經(jīng)提高了10%，這相當(dāng)于將扇葉的溫度降低了100華氏度（約38攝氏度）到150華氏度（約66攝氏度）。”