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 el a fost numit „vortex turn“ sau „aerotermală centrală“ (compară „Atmospheric Vortex Engine“ inginerul canadian Louis Michaud), poate fi abordată din două unghiuri diferite: „termodinamica“ abordare sau abordarea "mecanicii fluidelor".



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. Metoda "mecanica fluidelor" (ecuația Bernoulli)



Se pornește de la faptul că atmosfera de la sol are o curbă de stare (temperatură și umiditate) care induce sau nu o celulă convectivă (nor). Turnul este prezent numai pentru a transforma celula convectivă într-un fenomen de turbionare. În natură, acest vortex poate fi stabilit numai în condiții precise. Dacă aceste condiții precise nu sunt îndeplinite, am dezordonat numai "bulele convective". Ecuația Bernoulli asociată cu calculele "cădere de presiune și strat de limită" dă puterea mecanică a sistemului în funcție de curba stării atmosferice.

1.3. Rezultatele acestor două abordări

SUMATEL (menționate în acest document) a lucrat cu profesorul NAZARE la abordarea "Carnot" de ani de zile. Apoi a lucrat la abordarea "mecanicii fluidelor" cu o curbă de stare a atmosferei. În ambele cazuri a obținut rezultate mecanice, foarte apropiate. Prin confirmarea realității primelor ipoteze, această consecvență a rezultatelor a confirmat compania SUMATEL în continuarea proiectului și eforturile de cercetare și dezvoltare.

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.

Turnul vortex exploatează o "buclă termică naturală" și, prin urmare, diferența dintre densitatea aerului care intră în baza turnului și densitatea aerului din partea superioară a tubului. Rotația acestei mase de aer permite crearea unui semineu „fictive“ (tubă sau coloana de aer rotative) mult mai mare decât înălțimea turnului (cămin real), care izolează fenomenul de drept "Altitudine-presiune-temperatură" și, astfel, induce o altitudine de echilibru.

Puterea turnului (mecanica lui Bernoulli fludies) depinde numai de produs: "diferența de densitate pe înălțime a tubului".

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

Calculele NAZARE, cele ale SUMATEL, precum și cele încredințate "XJunior" și "Partner Mathematics" confirmă respectarea regulilor generale menționate mai sus. Turnul vortex funcționează ca fenomen natural al atmosferei și răspunde acelorași reguli și legi matematice ca cele aplicate acestor fenomene.

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 *