Войти
Концепция вихревого двигателя или атмосферного вихревого двигателя ( AVE ), независимо предложенная Норманом Луа и Луи М. Мишо, направлена на замену больших физических дымоходов вихрем воздуха, создаваемым более короткой и менее дорогой конструкцией. AVE вызывает завихрение на уровне земли, в результате чего возникает водоворот, похожий на естественный наземный смерч или водяной смерч.
Австралийский экспериментальный атмосферный вихрь, используя дым в качестве изотопного индикатора. Джеффри Уикхэм. В патенте Мишо утверждается, что основное применение состоит в том, что воздушный поток, проходящий через жалюзи в основании, будет приводить в действие тихоходные воздушные турбины, генерируя двадцать процентов дополнительной электроэнергии из тепла, которое обычно теряется на обычных электростанциях. Таким образом, предлагаемое основное применение вихревого двигателя - это « нижний цикл » для крупных электростанций, которым требуются градирни.
Приложение, предложенное Луа в его патентной заявке, призвано предоставить менее дорогую альтернативу физической солнечной башне с восходящим потоком. В этом случае тепло обеспечивается большой площадью земли, нагретой солнцем и покрытой прозрачной поверхностью, улавливающей горячий воздух, как в теплице. Вихрь создается отклоняющими лопатками, установленными под углом по отношению к касательной к внешнему радиусу солнечного коллектора. По оценке Луа, минимальный диаметр солнечного коллектора должен составлять 44+ метра, чтобы собирать «полезную энергию». Аналогичное предложение - убрать прозрачную крышку. Эта схема будет вытеснять дымоход-вихрь с теплой морской водой или теплым воздухом из окружающего поверхностного слоя земли. В этом приложении приложение сильно напоминает пыльного дьявола с воздушной турбиной в центре.
С 2000 года хорватские исследователи Нинич и Низетич (с факультета электротехники, машиностроения и военно-морской архитектуры Университета Сплита ) также разработали эту технологию. и патенты.
Группа исследователей солнечной энергии в Universiti Teknologi PETRONAS (UTP), Малайзия, во главе с профессором Хуссейном Х. Аль-Кайемом, разработала первый экспериментальный прототип технологии солнечной вихревой генерации (SVPG), использующей солнечную энергию в качестве источника тепла. Затем базовый прототип был подвергнут ряду усовершенствований и усовершенствований за счет интеграции с физическим накопителем тепловой энергии (TES) и модификации конструкции вихревого генератора. Команда выполнила и опубликовала экспериментальную оценку, теоретический анализ и компьютерное моделирование SVPG и собрала результаты в книге, которая суммирует основы этой технологии.
Концептуальная иллюстрация вихревого двигателя Луи Мишо. Диаметр 200 м (660 футов) или больше (применимо в первую очередь к патенту Мишо)
Вид сбоку вихревого двигателя шириной 80 м (260 футов). Он построен в основном из железобетона. (48) - уровень (поверхность земли). При работе вихрь центростремительно выталкивает более тяжелый и холодный внешний воздух (37) и, следовательно, образует большую трубу горячего воздуха низкого давления (35). Он использует около двадцати процентов отработанного тепла электростанции для движения воздуха. В зависимости от погоды, большая станция может создать виртуальный дымоход высотой от 200 м до 15 км, эффективно отводя отработанное тепло электростанции в более холодные верхние слои атмосферы с минимальной структурой.
Вихрь начинается с кратковременного включения диффузного нагревателя (83) и электрического привода турбин (21) в качестве вентиляторов. Это перемещает слегка нагретый воздух в вихревую арену (2). Воздух должен иметь только небольшую разницу температур, потому что большая разница температур увеличивает смешивание с холодным окружающим воздухом и снижает эффективность. Тепло может исходить от дымовых газов, выхлопных газов турбин или небольших нагревателей природного газа.
Воздух на арене поднимается (35). Это втягивает больше воздуха (33, 34) через направляющие жалюзи (3, 5), что вызывает образование вихря (35). На ранних стадиях внешний воздушный поток (31) ограничивается как можно меньше, открывая внешние жалюзи (25). Большая часть тепловой энергии сначала используется для запуска вихря.
На следующем этапе запуска нагреватель (83) может быть выключен, а турбины (21) обойдены жалюзи (25). В это время низкотемпературное тепло от внешней силовой установки приводит в движение восходящий поток и вихрь через обычную крестообразную градирню (61).
По мере того, как воздух покидает жалюзи (3, 5) быстрее, скорость вихря увеличивается. Импульс воздуха вызывает центробежные силы в воздухе в вихре, которые уменьшают давление в вихре, еще больше сужая его. Сужение еще больше увеличивает скорость вихря, поскольку сохранение количества движения заставляет его вращаться быстрее. Скорость вращения определяется скоростью воздуха, выходящего из жалюзи (33, 34), и шириной арены (2). Более широкая арена и более высокая скорость жалюзи вызывают более быстрый и плотный вихрь.
Нагретый воздух (33, 34) из поперечной градирни (61) попадает в бетонную вихревую арену (2) через два кольца направляющих жалюзи (3, 5, высота увеличена для ясности) и поднимается (35). Верхнее кольцо жалюзи (5) закрывает конец вихря с низким давлением с помощью толстой, относительно высокоскоростной воздушной завесы (34). Это существенно увеличивает разницу давлений между основанием вихря (33) и наружным воздухом (31). В свою очередь, это увеличивает КПД силовых турбин (21).
Нижнее кольцо жалюзи (3) передает большие массы воздуха (33) почти прямо в конец вихря с низким давлением. Нижнее кольцо жалюзи (3) имеет решающее значение для получения больших массовых потоков, потому что воздух от них (33) вращается медленнее и, следовательно, имеет более низкие центростремительные силы и более высокое давление в вихре.
Пневматические турбины (21) в сужениях на входе в градирню (61) приводят в действие электродвигатели-генераторы. Генераторы начинают работать только на последних стадиях пуска, так как между основанием вихревой арены (33) и наружным воздухом (31) образуется сильный перепад давления. В это время перепускные жалюзи (25) закрыты.
Стенка (1) и выступ (85) удерживают основу вихря (35) при окружающем ветре, экранируя низкоскоростное движение воздуха (33) в основании арены и сглаживая турбулентный поток воздуха. Высота стены (1) должна быть в пять-тридцать раз больше высоты жалюзи (3, 5), чтобы удерживать вихрь при нормальных ветровых условиях.
Для обеспечения безопасности и износа арены (2) запланированная максимальная скорость основания вихря (33) составляет около 3 м / с (10 футов / с). Возникающий в результате вихрь должен больше напоминать большой, медленный пылевой дьявол из водяного тумана, чем неистовый торнадо. В необитаемых районах могут быть разрешены более высокие скорости, чтобы вихрь мог выжить при более сильном окружающем ветре.
Большинство безымянных пронумерованных элементов представляют собой систему внутренних жалюзи и водяных насосов для регулирования скорости воздуха и нагрева при запуске двигателя.
В ранних исследованиях не было абсолютно ясно, можно ли сделать это работоспособным из-за разрушения вихря боковым ветром. Это мотивировало более поздние исследования с эмпирической проверкой модели CFD в аэродинамической трубе, в которой делается вывод: «Полномасштабное моделирование при боковом ветре показывает, что боковые ветры не влияют на мощность производства электроэнергии».
Мишо построил прототип в Юте с коллегой Томом Флетчером.
Кроме того, согласно заявке на патент Мишо, прототип конструкции был первоначально прототипом 50-сантиметрового «огненного вихря» с бензиновым двигателем.
Лаборатория аэродинамической трубы Университета Западного Онтарио за счет начальных инвестиций Центра энергетики OCE изучает динамику однометровой версии вихревого двигателя Мишо.
Breakout Labs основателя PayPal Питера Тиля спонсировала тест AVE, выделив (2012 г.) грант в размере 300 000 долларов. Предварительные результаты (2015 г.) были опубликованы в The Atlantic.
Термин «вихревой двигатель» также относится к новому виду двигателя внутреннего сгорания.
