在卡育加湖(Cayuga Lake),一个八角形的四吨重的屏幕将碎片挡在管道外,管道将湖水抽到学校的冷却系统中,而该系统不使用商业制冷剂。作为清洁过程的一部分,滤网必须连接到链条上,并提升到驳船上进行动力清洗。

猪、贻贝和3D打印保持湖水冷却流动

马克·塔拉齐(Mark Tarazi)24岁时在伊萨卡(Ithaca)的东岸公园码头(East Shore Park marina)的砾石上嘎吱嘎吱地踩着一堆新的3D脚镣对准标签。 

在250英尺深的卡育加湖上,有一个八角形的4吨重的滤网,目的是防止动物的生命和残骸进入喂食管道康奈尔湖水源冷却(LSC)系统。它的两个金属环必须钩在链条上,这样才能将它拉出深海,轻轻放在驳船上进行动力清洗。 

但这很巧妙:一辆遥控车被派下来把两个脚镣绑在屏幕上,但它们必须对准才能把别针穿过——有点像操作机器人在昏暗的游泳池底部穿针,孩子们在上面溅水。

马克·塔拉齐(Mark Tarazi)24岁,是一名工程专业的学生,负责管理康奈尔大学快速原型实验室(Rapid Prototyping Lab),他拿着自己在飞行中制作的3D打印件,帮助工程师进行擦洗,以清除康奈尔湖源冷却系统中的入侵贻贝。

清洁屏幕是一个重要项目的第一步,康奈尔大学的工程师、本科生和水下机器人共同努力。康奈尔大学的湖水源冷却设施于2000年启动,利用卡尤加湖冰冷的深水为校园提供中央冷却,这是一项绿色技术创新,与以前的冷却方法相比,在不使用制冷剂的情况下,每年可节省2000多万千瓦时的电力。许多制冷剂是破坏臭氧层的强力温室气体。

但是,从湖中取水的管道正受到外来入侵者的围攻:斑马和夸加贻贝定居在取水管道上,它们脆弱的byssal线“锚”使它们能够挖掘,随着时间的推移,限制水流。这些小型非本土双壳类动物是从远洋船只的压载水中从欧洲运来的,对依赖淡水的市政和私人设施造成数十亿美元的破坏。 

康奈尔大学影响纽约州

Tarazi是一名机械工程专业的学生,负责管理康奈尔大学快速原型实验室他在几个小时内为一组工程师打印了一个修复程序,并对其进行了紧急调整。他的老板马特·乌林斯基(Matt Ulinski)是工程硕士项目(Master of Engineering Program)的负责人,他于4月10日带着一个棘手的问题来找他,这个问题需要立即解决。 

塔拉齐设计了一个由不透明热塑性塑料制成的标签,用于锁扣的嵌入,因此销钉精确排列。 

它奏效了。4月17日,他和一小船的工程师穿上救生衣,拉上拉链,来到驳船上,观看无淹没屏幕的擦洗。 

塔拉齐在驳船甲板上说:“看到它的实际行动真的很酷。我们通常不会看到最终项目或我们的零件如何融入其中。看到我们正在发挥作用真的很有意义。”

康奈尔能源转型项目经理斯泰西·爱德华兹(Stacey Edwards)表示,LSC系统使该大学能够绕过工业冷水机组,大大降低了用电量和成本,为康奈尔和伊萨卡高中降温。但在一段时间内,进入工厂热交换器的冷水压力下降,最终需要进行干预。

上周,工程师们派遣了三只圆柱形“猪”通过2英里长的管道,从卡育加湖抽取冰水,为大学降温。上一次“清管”是在2015年进行的,它清除了积聚的入侵贻贝和碎屑,从而降低了系统的压力和有效性。

爱德华兹说:“我们把水抽进来,然后直接送回,所以我们不想对其进行化学处理,我们必须进行机械清洗。”他指出,压力损失不是线性的,大部分损失发生在清洗后的第一年(上次清洗是在2015年)。干旱和湖泊水位等变量会显著影响压力水平。今年早些时候,他们记录到压力降低了,知道是时候清理了。 

爱德华兹抓住了一个恰当的比喻:它就像一个软木塞被推过一根2英里长的软管,轻轻地从里面刮下碎片。或者,这就像用一个腐烂但又粘糊糊的棉花糖擦拭57英寸直径的高脚杯的内部,这种东西很粗糙,足以有效地完成这项工作。 

擦洗器/刮板称为清管器,是一个长7½英尺、直径5英尺的圆柱体,具有研磨性,但不太坚固,会破坏阀门或沿其长路径的换向弯头。本月,他们将连续派出三头清管器进行2英里长的挑战,然后将在进水阀上方重新安装八角滤网,重新安置驳船码头,并在几年内完成这项Roto-Rooter-seque任务。 

1994年提出的整个湖泊源冷却系统的成本1998年批准的,并不便宜。但康奈尔大学负责能源与可持续发展的副总裁伯特·布兰德表示,即使是5850万美元,也为大学节省了数百万美元,并减少了对化石燃料的依赖,这是简单更换现有电动制冷机费用的两倍。  

爱德华兹说,这项用三头猪进行贻贝采集的项目可能会花费75万美元以上。为了恢复每分钟32000加仑冷水的理想压力,该项目需要15名工程师和熟练技工的专业知识,包括康奈尔大学本科生和水下机器人,工作了一个多月。   

爱德华兹说:“要说所有这些努力是否产生了一个不那么“杂乱无章”的系统,还为时过早。”“除非我们重新开始运行,并随着时间的推移跟踪污垢,否则我们不知道它有多干净。”

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凯特琳·塞拉奥