在过去的20年中，石油工业已经开始逐渐从正在逐步消耗轻质油向更重的油过渡。但是，经济有效地运输重油是一个巨大的挑战，因为重油是粘性的，本质上是一种稠密、粘稠和半流体的混合。稳定用于运输的多层流界面并不是一件容易的事情，虽然已经提出了几种可能的解决方案，但目前还不存在适用于所有应用程序的一刀切方法。正如不列颠哥伦比亚大学科学家在《流体物理学》(Physical Of Fluid)期刊上发表的那样：
解决这个问题的一种方法是粘塑性润滑(VPL)技术。粘塑性润滑(VPL)技术可以补充现有方法来稳定多层流中的接口。粘塑性描述了一种特性，即质量在应力临界值以下起固体的作用，但随着应力的增加，它像粘性液体一样流动。研究人员的研究重点是多层流动，特别是润滑管道流动。在润滑管道流动中，使用薄流体(如水)通过芯环流动润滑管道。但这种方法存在界面不稳定的问题，这意味着油和水可能会混合，使下游分离更加困难。
机械工程和应用数学教授伊恩·弗里加德(Ian Frigaard)说：在多层流动中，由于流体性质的差异，两种流体之间的界面非常不稳定。研究人员先前对屈服应力流体的研究表明，一种新的配置可能会防止不稳定增长。VPL技术在重油和润滑剂之间放置一层屈服应力流体，以形成流动稳定的膜。与Frigaard合作的博士生Parisa Sarmadi说：屈服应力流体（比如牙膏或发胶）如果施加的应力小于其屈服应力(材料开始变形的点)，就会起到固体的作用。
研究人员的想法是保持这一层完全不屈服，因此流体界面层起固体的作用。这就消除了界面的不稳定性，这项研究涉及的另一个关键概念是界面成形，可以控制入口流量，使界面形状符合该技术的要求。成形的界面在外层产生压力，这些压力起抵消核心浮力的作用，使核心流体集中。通常，输送的油密度低于润滑水。对于这项研究和之前的研究，研究人员表明VPL技术可以优化以满足系统的特定要求。
同时还发现，这些应用所需的屈服应力很容易通过可用的流体获得。这意味着对于任何操作输入、流量、几何形状和流体属性，VPL技术都可以基于泵的功率、生成力和所需的屈服应力进行优化。塑造屈服应力流体的能力是一个大惊喜。但实际上，只要流量控制得当，并且有足够的屈服应力，任何形状都可以施加到界面上。
博科园｜研究/来自：美国物理研究所
参考期刊《流体物理学》
DOI: 10.1063/1.5124511
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