מערבולת מגדל שמש: הפעלה

מגדל השמש עם דיכאון: היבטים מדעיים וטכניים נָקוּב פרנסואה מוז'יס, ארגון איכות סביבה אנרגיה. (מן הראיות שסופקו על ידי חברת SUMATEL)

1. מבוא

עיקרון הפעולה של מגדל הוואקום של הפרופסור הצרפתי אדגאר Nazare שהוא הטביל "מגדל מערבולת" או "תחנת כוח אווירותרמית" (להשוואה ל"מנוע המערבולת האטמוספרית "של המהנדס הקנדי לואי MICHAUD), ניתן לגשת משתי זוויות שונות: הגישה ה"תרמודינמית" או גישת "מכניקת נוזלים".

1.1. הגישה התרמודינאמית (עקרון קרנוט)

אנו מתחילים מכך שהפרש הטמפרטורה בין השכבות העליונות והתחתונות של האטמוספירה, גורם ליעילות מחזורית (כמה אחוזים) המופעלת על כמות חום שמפנה המגדל כפונקציה של גודלו ומהירותו. אוויר עולה. זה נותן את העוצמה המכנית הכוללת להחלמה. כמובן שסדרות פרמטרים משנות את החישובים הללו, אך ההנחיה קיימת. לכן, NAZARE מסכם באומרו שאם שיווי המשקל הארכימדי נמצא בגובה נתון, יש טמפרטורת מצב.

ההבדל בין טמפרטורת האוויר בגובה הקרקע (בכניסה למגדל) לבין טמפרטורת האוויר בגובה, ברמת שיווי המשקל (בראש תופעת הסחרור) מהווה אפוא את מעגל הקרנוט. .

1.2. גישת "מכניקת נוזלים" (משוואת ברנולי)

אנו מתחילים מכך שלאטמוספירה מהקרקע יש עקומת מצב (טמפרטורה ולחות) שעשויה לגרום לתא הסעה (ענן) או לא. המגדל קיים רק כדי להפוך את תא הסעה לתופעת מערבולת. בטבע, ניתן להקים מערבולת זו רק בתנאים ספציפיים. אם לא מתקיימים התנאים המדויקים הללו, יש לנו רק "בועות קונווקטיביות". זו משוואת ברנולי הקשורה לחישובי "ירידת לחץ ושכבות גבול" הנותנת את הכוח המכני של המערכת כפונקציה של עקומת המצב של האטמוספירה.

1.3. תוצאות של שתי גישות אלה

קראו גם:  מימן סולרי: ייעוץ טכני וכלכלי

חברת SUMATEL (שמעורר במסמך זה) עבד עם פרופסור NAZARE על גישת "קרנוט" במשך שנים. לאחר מכן עבדה בגישת "מכניקת נוזלים" עם עקומת המצב של האטמוספירה. בשני המקרים הוא השיג תוצאות כוח מכניות דומות מאוד. על ידי אישור המציאות של ההשערות הראשונות, עקביות זו של תוצאות חיזקה את חברת SUMATEL במרדף אחר הפרויקט ובמאמצי המחקר והפיתוח.

מגדל סולארי

אב-טיפוס של מגדל השמש וורטקס תוצרת Sumatel

2. מצב פעולה

זהו הבדל הטמפרטורה בין האוויר בגובה (החלק העליון של שנורקל האטמוספרי) לבין האוויר בבסיס המגדל המפעיל את המערכת. אין זה, כפי שנאמר לעיתים בטעות, הפרש הטמפרטורה בין הבסיס לחלקו העליון של המגדל בפועל.

מגדל המערבולת מנצל "בועה תרמית טבעית" ולכן ההבדל בין צפיפות האוויר שנכנס לבסיס המגדל לצפיפות האוויר בחלק העליון של השנורקל. קביעת הסיבוב של מסת אוויר זו מאפשרת להוות ארובה "פיקטיבית" (טובא או עמוד אוויר מסתובב) בגובהה הרבה יותר מזו של המגדל (ארובה אמיתית), המבודדת את התופעה מהחוק. "טמפרטורת לחץ-גובה" ולכן משרה גובה שיווי משקל.

כוחו של המגדל (מכניקה של פלדי ברנולי) תלוי אך ורק במוצר: "הפרש צפיפות לכל גובה התובה".

הבדל הטמפרטורה בין האוויר על הקרקע לבין האוויר בחלק העליון של השנורקל הוא שקובע את קצב עליית האוויר.

החישובים של NAZARE, אלה של SUMATEL, כמו גם אלה שהופקדו על ידי "XJunior" ו- "Partner Mathematics", מאשרים כי הכללים הכלליים שהוזכרו לעיל מכובדים. מגדל המערבולת פועל כתופעה אטמוספרית טבעית ועוקב אחר אותם כללים ואותם חוקים מתמטיים כמו אלה החלים על תופעות אלה.

עד היום הנה מה שהודגם:

  • התופעה יכולה להתחיל לבד או באופן מלאכותי
  • התופעה יכולה לקיים את עצמה
  • התופעה עולה באווירה
  • כיוון הסיבוב לא משנה (קוריוליס כמעט אפס)
  • מסת אוויר גדולה מאפשרת את היציבות והעוצמה של התופעה ואת גובה השנורקל
  • רק עקומת המצב של האטמוספרה (טמפרטורה-לחות) והעקומות האדיאבטיות והפסאודו-אדיאבטיות מווסתות את התופעה.
  • התופעה מייצרת כוח מכני משמעותי שרק ניתן לנצל את חלקו (תחת כאב של חנק)
  • התופעה מייצרת מי עיבוי במגדל, אך בכמויות קטנות (זרימה דו-פאזית)
  • התופעה מייצרת קור בכמויות גדולות (פחות מ- 0 מעלות צלזיוס במערבולת בתוך המגדל)
  • התופעה יוצרת ענני גובה (פונקציה של עקומת המצב של האטמוספירה) ובתנאים מסוימים גשם

ההתפתחויות לעומת הפרויקט הראשוני של פרופסור נזארה

קראו גם:  המהפכה התעשייתית הרביעית, לעבר אוטונומיה אנרגטית (Arte Thema)

התצפיות שצוינו לעיל הובילו את SUMATEL לשנות את הגיאומטריה של המגדל על ידי שינוי היחס בין שני קטעי מעבר האוויר (בבסיס המגדל ובצוואר הוונטורי).

עבור נזארה היינו צריכים להיות קטע צריכת אוויר גדול פי עשרה מקטע צוואר הוונטורי, SUMATEL החזיר את היחס הזה ל- 7.

עבור מגדל של 300m שיהיה בגודל של אב-טיפוס תפעולי ראשון להפגנה באמת, זרימת האוויר תהיה 130 טון / שנייה לדלתא של טמפרטורה (הפרש טמפרטורה בין צריכת האוויר בבסיס של המגדל וראש התופעה המסתחררת) של 30 ° C ותכולת לחות של 85%. במקרה זה, הכוח המכני המנצל יהיה 250MW, מהירות האוויר תהיה 4m / s בכניסה למגדל בגובה הקרקע, ו- 200 m / s (הערה: יותר מ- 700 קמ"ש !!) במעבר הוונטורי (50 מ 'קוטר במקום 30 שחושב על ידי נזארה) לאינרציה של 100 t / s.

בהתחשב בגודל של מגדלים אלה וההפרעות האטמוספריות שנוצרו באופן מקומי, (ענן, גשם או טפטוף, מצנן את האוויר ב- 2 3 ק"מ סביב המגדל), מיותר לציין, כמו שאמר נזארה, כי הם ימוקמו רחוק מאזורים בנויים וכמובן באזורים חמים.

עוד:

- מידע על עבודתו של SUMATEL
- הורד דוחות וקבצים על מגדלי שמש
- פרטי התקשרות של האגודה לאיכות הסביבה:

אגודת הסביבה האנרגטית
7 דרך פונטיין חאליס
60300 MONTLOGNON
energie.environnement@wanadoo.fr

השאירו תגובה

כתובת הדוא"ל שלך לא תפורסם. שדות חובה מסומנים *