Torre vortex solar: Operando

A torre depressão solar: aspectos científicos e técnicos pela François MAUGIS, Associação de Meio Ambiente de Energia. (De acordo com informações fornecidas pelo Empresa SUMATEL)

1. Introdução

O princípio de funcionamento da torre de vácuo do professor de francês Edgard NAZARE que ele batizou de "torre de vórtice" ou "estação de energia aerotérmica" (para ser comparado ao "Motor Vórtice Atmosférico" do engenheiro canadense Louis MICHAUD), pode ser abordado de dois ângulos diferentes: a abordagem "termodinâmica" ou a abordagem da “mecânica dos fluidos”.

1.1. A abordagem termodinâmica (princípio de Carnot)

Partimos do fato de que a diferença de temperatura entre as camadas superiores e inferiores da atmosfera, induz uma eficiência de ciclo (alguns%) que é aplicada a uma quantidade de calor evacuada pela torre em função do seu tamanho e da velocidade. ar ascendente. Isso dá a potência mecânica recuperável geral. Claro, uma série de parâmetros modifica esses cálculos, mas a diretriz existe. NAZARE, portanto, conclui dizendo que se o equilíbrio de Arquimedes está em uma determinada altitude, há um estado de temperatura.

A diferença entre a temperatura do ar no nível do solo (na entrada da torre) e a temperatura do ar na altitude, no nível de equilíbrio (no topo do fenômeno do vórtice) constitui, portanto, o ciclo de Carnot .

1.2. A abordagem da "mecânica dos fluidos" (equação de Bernoulli)

Partimos do fato de que a atmosfera do solo possui uma curva de estados (temperatura e umidade) que induz ou não uma célula convectiva (nuvem). A torre está presente apenas para transformar a célula convectiva em um fenômeno de vórtice. Na natureza, esse vórtice só pode ser estabelecido em condições específicas. Se essas condições precisas não forem atendidas, teremos apenas “bolhas convectivas” desordenadas. É a equação de Bernoulli associada aos cálculos de "queda de pressão e camadas limites" que dá a potência mecânica do sistema em função da curva de estado da atmosfera.

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1.3. Resultados dessas duas abordagens

SUMATEL (mencionado neste documento) trabalhou com o Professor NAZARE na abordagem “Carnot” durante anos. Ela então trabalhou na abordagem da “mecânica dos fluidos” com a curva de estado da atmosfera. Em ambos os casos, obteve resultados de potência mecânica muito semelhantes. Ao confirmar a realidade das primeiras hipóteses, esta consistência de resultados tem reforçado a empresa SUMATEL na prossecução do projecto e no esforço de investigação e desenvolvimento.

torre solar sumatel
Protótipo de torre solar Vortex da Sumatel

2. Modo de operação

É a diferença de temperatura entre o ar em altitude (topo do snorkel atmosférico) e o ar na base da torre que opera o sistema. Não é, como às vezes se diz erroneamente, a diferença de temperatura entre a base e o topo da torre real.

A torre de vórtice explora "uma bolha térmica natural" e, portanto, a diferença entre a densidade do ar que entra na base da torre e a densidade do ar no topo do snorkel. A rotação desta massa de ar permite constituir uma chaminé "fictícia" (a tuba ou coluna de ar em rotação) de altura muito superior à da torre (chaminé real), que isola o fenómeno da lei. “Altitude-pressão-temperatura” e portanto induz uma altitude de equilíbrio.

A potência da torre (mecânica dos fludies de Bernoulli) depende apenas do produto: “diferença de densidade por altura da tuba”.

É a diferença de temperatura entre o ar no solo e o ar na parte superior do snorkel que determina a taxa de elevação do ar.

Os cálculos da NAZARE, os da SUMATEL, bem como os confiados à “XJunior” e “Mathematics Partner”, confirmam que são respeitadas as regras gerais acima mencionadas. A torre vórtice funciona como um fenômeno atmosférico natural e segue as mesmas regras e as mesmas leis matemáticas aplicadas a esses fenômenos.

Até o momento, aqui está o que foi demonstrado:

  • o fenômeno pode começar sozinho ou artificialmente
  • o fenômeno pode ser autossustentável
  • o fenômeno sobe na atmosfera
  • o sentido de rotação não importa (Coriolis quase zero)
  • Uma grande massa de ar permite a estabilidade e potência do fenômeno e a altura do snorkel
  • Apenas a curva de estado da atmosfera (temperatura-umidade) e as curvas adiabática e pseudo-adiabática regulam o fenômeno.
  • O fenômeno produz um poder mecânico significativo, do qual apenas parte pode ser explorada (sob pena de asfixia)
  • o fenômeno produz água de condensação na torre, mas em pequenas quantidades (fluxo bifásico)
  • o fenômeno produz frio em grandes quantidades (menos de 0 ° C no vórtice dentro da torre)
  • o fenômeno cria nuvens de altitude (dependendo da curva de estado da atmosfera) e, sob certas condições, chuva

Desenvolvimentos comparados ao projeto inicial do professor Nazare

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As observações indicadas acima levaram a SUMATEL a modificar a geometria da torre modificando a relação entre as duas seções de passagem de ar (na base da torre e no colo do venturi).

Para Nazare, tivemos que ter uma seção de entrada de ar dez vezes maior que a seção do pescoço do venturi, a SUMATEL reduziu essa proporção para 7.

Para uma torre de 300 m do tamanho de um primeiro protótipo operacional e verdadeiramente demonstrativo, o fluxo de ar seria de 130 toneladas / segundo para um delta de temperatura (diferença de temperatura entre a entrada de ar na base do a torre e o cume do fenômeno do vórtice) de 30 ° C e uma taxa de umidade de 85%. Nesse caso, a potência mecânica utilizável seria 250MW, a velocidade do ar seria 4m / s na entrada da torre ao nível do solo e 200m / s (nota: mais de 700 km / h !!) no passo do venturi (diâmetro 50 m em vez de 30 calculado pela Nazare) para uma inércia de 100 t / s.

Dado o tamanho dessas torres e os distúrbios atmosféricos gerados localmente (nuvem, chuva ou chuvisco, resfriamento do ar por 2 a 3 km ao redor da torre), não é preciso dizer, como Nazare indicou: eles estarão localizados longe de áreas construídas e, é claro, em regiões quentes.

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7 rota de Fontaine Chaalis
60300 MONTLOGNON
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