מערבולת מגדל שמש: הפעלה


שתף מאמר זה עם החברים שלך:

דיכאון מגדל השמש: היבטים מדעיים וטכניים נָקוּב פרנסואה מוז'יס, ארגון איכות סביבה אנרגיה. (על פי מידע הנמסר על ידי חברת SUMATEL)

1. מבוא

עיקרון הפעולה של המגדל למורת דיכאון צרפתי אדגאר Nazare אשר נקרא "וורטקס טאוור" או "תחנת כוח אווירית" (להשוואה עם "מנוע הוורטקס האטמוספירי" של המהנדס הקנדי לואיס מיכאוד), ניתן לגשת משני זוויות שונות: הגישה התרמודינמית או את הגישה "מכניקת נוזלים".

1.1. הגישה התרמודינמית (עקרון קרנו)

הנחה היא כי הבדלי הטמפרטורה בין השכבות הגבוהות ונמוכות של האטמוספרה, מעוררים יעילי מחזור (כמה%) אשר הוחלו על כמות החום הוסרה על ידי המגדל בהתאם לגודלה ומהירות אוויר ascensional. זה בדרך כלל נותן את הכח מכנה ההשבה. כמובן קובע פרמטרים לשנות את החישובים האלה, אבל ההנחיה היא שם. Nazare סיכם באומרו כי אם את האיזון הארכימדית בגובה נתון, יש טמפרטורה המדינה.

ההבדל בין טמפרטורת האוויר בגובה פני קרקע (בכניסה במגדל) והטמפרטורה של האוויר עליונות בשיווי משקל (בחלק העליון של תופעת המערבולת) לכן המחזור קרן .

1.2. הגישה של "מכניקת הנוזל" (משוואת ברנולי)

זה מתחיל מן העובדה כי את האווירה מן הקרקע, יש עקומת המדינה (טמפרטורה ולחות) אשר גורם או לא convective התא (ענן). המגדל קיים רק כדי להפוך את תא הסעה לתופעה מתערבלת. בטבע, המערבולת הזאת יכולה להיקבע רק בתנאים מדויקים. אם התנאים המדויקים האלה לא יתקיימו, אנחנו רק הפרעה "בועות הסעה". זוהי משוואת ברנולי המשויכת לחישובי "לחץ ושכבת גבול" המעניקה את הכוח המכני של המערכת כפונקציה של עקומת המדינה האטמוספירה.

1.3. תוצאות של שתי גישות אלו

SUMATEL החברה (המוזכרים במסמך זה) עבד עם פרופסור NAZARE על גישת "קרנו" במשך שנים. לאחר מכן היא עבדה על הגישה "מכניקת נוזלים" עם עקומת המדינה של האטמוספירה. בשני המקרים הוא השיג תוצאות כוח מכניות, קרוב מאוד. על ידי אישור המציאות של ההשערות הראשונות, עקביות זו של התוצאות אישרה את חברת SUMATEL בהמשך הפרויקט ואת מאמצי המחקר והפיתוח.

sumatel מגדל שמש
אב טיפוס מגדל השמש הבין ידי וורטקס Sumatel

2. מצב

זהו הבדל הטמפרטורה בין האוויר גובה (גבי באוויר שנורקל) ואוויר בבסיס המגדל, המפעיל את המערכת. זה אינו, כפי שנאמר לפעמים בטעות, הבדלי הטמפרטורה בין הבסיס העליון של הסיבוב בפועל.

מגדל המערבולת מנצל "בועה תרמית טבעית" ולכן ההבדל בין צפיפות האוויר הנכנסת לבסיס המגדל לבין צפיפות האוויר בחלק העליון של הטובה. סיבוב מסת האוויר הזה מאפשר להוות ארובה "בדיונית" (הטובה או עמודה של אוויר בסבב) בגובה גבוה בהרבה מזה של המגדל (ארובה אמיתית), המבודד את תופעת החוק "גובה טמפרטורת הלחץ" ובכך גורם לגובה שיווי משקל.

כוחו של המגדל (מכניקת הפיות של ברנולי) תלוי אך ורק במוצר: "הבדל בצפיפות לגובה הטובה".

זהו הפרש הטמפרטורה בין האוויר אל הקרקע והאוויר גבי טובא, אשר קובע את קצב הטיפוס של אוויר.

החישובים של NAZARE, אלה של SUMATEL, כמו גם אלה המופקדים על "XJunior" ו "מתמטיקה שותף", מאשרים כי הכללים הכלליים שהוזכרו לעיל מכובדים. מגדל המערבולת מתפקד כתופעה אטמוספרית טבעית ומגיב לאותן חוקים ולחוקים מתמטיים כמו אלה החלים על תופעות אלו.



נכון להיום, הבא יכול לראות:

  • התופעה יכולה להתחיל לבד או מלאכותי
  • התופעה יכולה להיות עצמי לקיום
  • התופעה חוזרת לאטמוספרה
  • כיוון הסיבוב אינו רלוונטי (קוריוליס כמעט אפס)
  • מסת אוויר גדולה מאפשרת יציבות והעצמה של התופעה ואת הגובה טובא
  • רק המדינה המעוקלת של האטמוספרה (טמפרטורה, לחות) ואת הקימורים של adiabatic-פסאודו adiabatic ולווסת את התופעה
  • תופעת פיק כוח מכאני משמעותי יחיד שחלקו ניתן לנצל (על כאב חנק)
  • מוצר תופעת מי עיבוי במגדל, אבל בכמויות קטנות (זרימה דו-פאזי)
  • תופעת המוצר הקר בכמויות גדולות (פחות מ 0 ° C בתוך המערבולת בתוך המגדל)
  • התופעה יוצרת עננים גבוהים (תלויים עקום מצב אטמוספרי) ו, בתנאים מסוימים, גשם

השינויים מהפרויקט המקורי של פרופ Nazare

התצפיות שתוארו לעיל הובילו את חברת SUMATEL לשנות את הגיאומטריה של המגדל על ידי שינוי היחס בין הקטע מעבר שני אוויר (בבסיס המגדל ואת הגרון ונטורי).

Nazare, צריך ללכת קטע כניסת האוויר עשר פעמים יותר מאשר בחלק של הצוואר של ונטורי, SUMATEL הביא לדוח זה 7.

עבור מגדל של 300m אשר יהיה בגודל של עובד אב טיפוס ראשון ולמעשה הפגנתי, את זרימת האוויר תהיה טונות 130 / שניית בדל טמפרטורה (פרש טמפרטורה בין כניסת האוויר לבסיס המגדל העליון של תופעת המערבולת) של 30 מעלות צלזיוס, לחות של% 85. במקרה זה, את הכוח מכני שמיש היה 250MW, מהירות האוויר היה 4m / s בכניסה למגדל בגובה פני הקרקע, ו 200 m / s (הערה: יותר מ 700 ק"מ / h !!) בצוואר (קוטר 50 מ ונטורי במקום 30 מחושב על ידי Nazare) כדי אינרציה של 100 t / s.

בהתחשב בגודל של המגדלים האלה והפרעות אטמוספרי שנוצר באופן מקומי (עננות, גשם או טפטוף, קירור אוויר על מנת ק"מ 2 3 סביב המגדל) זה מתקבל על הדעת, כאמור Nazare, כי הם ימוקמו הרחק ממרכזי אוכלוסייה, וכמובן באזורים חמים.

עוד:

- מידע על עבודת SUMATEL
- הורד דוחות וקבצים על מגדלי שמש
- לתקשר ארגון איכות סביבה אנרגיה:

ארגון איכות סביבה אנרגיה
7 הכביש פונטיין Chaalis
60300 MONTLOGNON
energie.environnement@wanadoo.fr


הערות פייסבוק

השאירו תגובה

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