Turnul turbionar solar: funcționare


Distribuiți acest articol cu ​​prietenii dvs.:

Turnul solar cu depresiune: aspecte științifice și tehnice de François MAUGIS, Asociația pentru Mediul Energiei. (în conformitate cu informațiile furnizate de Compania SUMATEL)

1. Introducere

Principiul de funcționare al turnului de vid al profesorului francez Edgard NAZARE qu’il avait baptisé « tour à vortex » ou « centrale aérothermique » (à rapprocher de l’ « Atmospheric Vortex Engine » de l’ingénieur canadien Louis MICHAUD), peut être abordé sous deux angles différents : l’approche « thermodynamique » ou l’approche « mécanique des fluides ».

1.1. Abordarea termodinamică (principiul Carnot)

Se pornește de la faptul că diferența de temperatură dintre straturile înalte și joase ale atmosferei induce un randament al ciclului (aproximativ%) care se aplică unei cantități de căldură evacuate de turn în funcție de dimensiunea sa și de viteza ascensiunea aerului. Aceasta oferă o putere mecanică recuperabilă. Desigur, o serie de parametri modifică aceste calcule, dar ghidul este acolo. NAZARE a concluzionat prin a spune că dacă echilibrul arhimedean se află la o anumită altitudine, există o temperatură de stat.

Diferența dintre temperatura aerului la nivelul solului (la intrarea în turn) și temperatura aerului la altitudine, la nivelul de echilibru (la vârful fenomenului de turbionare), constituie, prin urmare, ciclul Carnot. .

1.2. L’approche « mécaniques des fluides » (équation de Bernoulli)

On part du fait que l’atmosphère depuis le sol, a une courbe d’état (température et humidité) qui induit ou non une cellule convective (nuage). La tour n’est présente que pour transformer la cellule convective en phénomène tourbillonnaire. Dans la nature, ce tourbillon ne peut s’établir que dans des conditions précises. Si ces conditions précises ne sont pas remplies, nous n’avons que des « bulles convectives » désordonnées. C’est l’équation de Bernoulli associée aux calculs de « perte de charge et couches limites » qui donne la puissance mécanique du système en fonction de la courbe d’état de l’atmosphère.

1.3. Rezultatele acestor două abordări

SUMATEL (menționate în acest document) a travaillé avec le professeur NAZARE sur la démarche « Carnot » durant des années. Elle travailla ensuite sur la démarche « mécanique des fluides » avec courbe d’état de l’atmosphère . Dans les deux cas elle a obtenu des résultats de puissance mécanique, très proches. En confirmant la réalité des premières hypothèses, cette cohérence des résultats a conforté l’entreprise SUMATEL dans la poursuite du projet et des efforts de recherche développement.

sumatul solar turn
Prototipul turnului solar Vortex realizat de Sumatel

2. Mod de operare

Este diferența de temperatură dintre aerul la altitudine (partea superioară a snorkelului atmosferic) și aerul de la baza turnului, ceea ce face ca sistemul să funcționeze. Nu este, așa cum sa spus uneori din greșeală, diferența de temperatură dintre bază și vârful turnului real.

La tour à vortex exploite « une bulle thermique naturelle » et donc la différence entre la densité de l’air entrant à la base de la tour et la densité de l’air au sommet du tuba. La mise en rotation de cette masse d’air permet de constituer une cheminée « fictive » (le tuba ou colonne d’air en rotation) de hauteur bien supérieure à celle de la tour (cheminée réelle), qui isole le phénomène de la loi « altitude-pression-température » et induit donc une altitude d’équilibre.

La puissance de la tour (mécanqiue des fludies Bernoulli) est fonction uniquement du produit : « différence de densité par hauteur du tuba ».

Diferența de temperatură dintre aerul de la sol și aerul din partea superioară a tubului determină rata de creștere a aerului.

Les calculs de NAZARE, ceux de SUMATEL, aussi bien que ceux confiés à « XJunior » et « Mathématiques Partenaire », confirment bien que les règles générales citées plus haut sont respectées. La tour à vortex fonctionne comme un phénomène atmosphérique naturel et répond aux mêmes règles et aux mêmes lois mathématiques que celles appliquées à ces phénomènes.



Până în prezent, iată ce a fost demonstrat:

  • fenomenul poate începe singur sau artificial
  • fenomenul poate fi auto-susținut
  • fenomenul se ridică în atmosferă
  • direcția de rotație nu contează (aproape zero Coriolis)
  • O masă mare de aer permite stabilitatea și puterea fenomenului și înălțimea snorkelului
  • Doar curba stării atmosferice (temperatura-umiditate) și curbele adiabatice și pseudo-adiabatice reglează fenomenul
  • Fenomenul produce o putere mecanică semnificativă, din care numai o parte poate fi exploatată (sub sufocare)
  • fenomenul produce apă de condens în turn, dar în cantități mici (flux în două faze)
  • fenomenul produce frig în cantități mari (mai mic decât 0 ° C în vârtejul din interiorul turnului)
  • fenomenul creează nori de altitudine (funcție de curba stării atmosferei) și, în anumite condiții, de ploaie

Evoluțiile comparativ cu proiectul inițial al profesorului Nazare

Observațiile indicate mai sus au determinat SUMATEL să modifice geometria turnului modificând raportul dintre cele două secțiuni de trecere a aerului (la baza turnului și la gâtul venturi).

Pentru Nazare, trebuia să avem o secțiune de admisie de aer de zece ori mai mare decât secțiunea gâtului venturi, SUMATEL a adus acest raport înapoi la 7.

Pentru un turn de 300m care ar fi dimensiunea unui prim prototip operațional și cu adevărat demonstrativ, debitul de aer ar fi 130 tone / secundă pentru o deltă de temperatură (diferența de temperatură între admisia aerului la baza turnul și partea superioară a fenomenului învârtit) de 30 ° C și un conținut de umiditate de 85%. În acest caz, puterea mecanică exploatabilă ar fi 250MW, viteza aerului ar fi 4m / s la intrarea turnului la nivelul solului și 200 m / s (notă: mai mult decât 700 km / h !!) la trecerea venturi (diametrul 50 m în loc de 30 calculat de Nazare) pentru o inerție de 100 t / s.

Având în vedere mărimea acestor turnuri și perturbațiile atmosferice generate local (nebulozitate, ploaie sau burniță, aer de răcire pe 2 3 km în jurul rândul său) este clar, așa cum este indicat Nazare că acestea vor fi situate departe de așezări și, bineînțeles, în regiunile fierbinți.

Citește mai mult:

- Informații despre activitatea SUMATEL
- Descărcați rapoartele și fișierele pe turnurile solare
- Date de contact ale Asociației pentru Mediu Energie:

Asociația Energiei de Mediu
Traseul 7 al lui Fontaine Chaalis
60300 MONTLOGNON
energie.environnement@wanadoo.fr


Facebook Comentarii

Lasă un comentariu

Adresa ta de email nu va fi publicată. Câmpurile obligatorii sunt marcate *