Vortex engine
વમળ એન્જિન અથવા વાતાવરણીય વમળ એન્જિન (AVE) ની વિભાવના, સ્વતંત્ર રીતે નોર્મન લૌઆટ અને લુઇસ એમ. મીકાઉડ દ્વારા પ્રસ્તાવિત, ટૂંકા, ઓછા ખર્ચાળ માળખા દ્વારા બનાવવામાં આવેલી હવાના વમળ સાથે મોટી ભૌતિક ચીમનીને બદલવાનો હેતુ ધરાવે છે. એ. વી. ઈ. જમીન-સ્તરની વર્ટિસિટીને પ્રેરિત કરે છે, જેના પરિણામે કુદરતી રીતે બનતું લેન્ડસ્પાઉટ અથવા વોટરસ્પાઉટ જેવું વમળ બને છે. મીકાઉડની પેટન્ટ દાવો કરે છે કે મુખ્ય એપ્લિકેશન એ છે કે બેઝ પર લૂવર્સ દ્વારા હવાનો પ્રવાહ ઓછી ગતિવાળી એર ટર્બાઇન ચલાવશે, જે સામાન્ય રીતે પરંપરાગત પાવર પ્લાન્ટ્સ દ્વારા વેડફાતી ગરમીમાંથી વીસ ટકા વધારાની વિદ્યુત શક્તિ ઉત્પન્ન કરશે. એટલે કે, વમળ એન્જિનનો સૂચિત મુખ્ય ઉપયોગ મોટા પાવર પ્લાન્ટ્સ માટે "તળિયે ચક્ર" તરીકે છે જેને કૂલિંગ ટાવર્સની જરૂર હોય છે. લોઆટ દ્વારા તેમના પેટન્ટ દાવાઓમાં પ્રસ્તાવિત અરજી ભૌતિક સૌર અપડ્રાફ્ટ ટાવરનો ઓછો ખર્ચાળ વિકલ્પ પ્રદાન કરવાની છે. આ એપ્લિકેશનમાં, ગરમી સૂર્ય દ્વારા ગરમ કરાયેલ જમીનના મોટા વિસ્તાર દ્વારા પૂરી પાડવામાં આવે છે અને ગ્રીનહાઉસની રીતે ગરમ હવાને ફસાવતી પારદર્શક સપાટી દ્વારા આવરી લેવામાં આવે છે. સૌર સંગ્રાહકની બાહ્ય ત્રિજ્યાના સ્પર્શકની સાપેક્ષ ખૂણા પર સુયોજિત વેનને વિક્ષેપિત કરીને વમળ બનાવવામાં આવે છે. લૌટે અંદાજ મૂક્યો હતો કે "ઉપયોગી ઊર્જા" એકત્રિત કરવા માટે સૌર સંગ્રાહકનો લઘુતમ વ્યાસ 44 + મીટર હોવો જરૂરી છે. આવી જ એક દરખાસ્ત પારદર્શક આવરણને દૂર કરવાની છે. આ યોજના પૃથ્વીની આસપાસના સપાટીના સ્તરમાંથી ગરમ દરિયાઈ પાણી અથવા ગરમ હવા સાથે ચીમની-વમળને ચલાવશે. આ એપ્લિકેશનમાં, એપ્લિકેશન કેન્દ્રમાં એર-ટર્બાઇન સાથે ધૂળના શેતાન જેવું લાગે છે. 2000 થી, ક્રોએશિયન સંશોધકો નિનિક અને નિઝેટિક (ઇલેક્ટ્રિકલ એન્જિનિયરિંગ, મિકેનિકલ એન્જિનિયરિંગ અને નેવલ આર્કિટેક્ચર યુનિવર્સિટી ઓફ સ્પ્લિટ ફેકલ્ટીમાંથી) એ પણ આ તકનીક અને પેટન્ટ વિકસાવી છે. યુનિવર્સિટી ટેક્નોલોજી પેટ્રોનાસ (યુ. ટી. પી.), મલેશિયાની સૌર સંશોધન ટીમે પ્રોફેસર હુસૈન એચ. અલ-કાયીમની આગેવાનીમાં સૌર વમળ વીજ ઉત્પાદન (એસ. વી. પી. જી.) તકનીકનો પ્રથમ પ્રાયોગિક પ્રોટોટાઇપ વિકસાવ્યો છે જે સૌર ઊર્જાનો ઉષ્મા સ્ત્રોત તરીકે ઉપયોગ કરે છે. મૂળભૂત પ્રોટોટાઇપ પછી સેન્સિબલ થર્મલ એનર્જી સ્ટોરેજ (ટીઇએસ) સાથે એકીકરણ અને વમળ જનરેટરની ડિઝાઇનમાં ફેરફાર દ્વારા વિકાસ અને પ્રદર્શન ઉન્નતીકરણોની શ્રેણીને આધિન હતું. ટીમે એસ. વી. પી. જી. નું પ્રાયોગિક મૂલ્યાંકન, સૈદ્ધાંતિક વિશ્લેષણ અને કોમ્પ્યુટેશનલ સિમ્યુલેશન હાથ ધર્યું અને પ્રકાશિત કર્યું અને તારણોને એક પુસ્તકમાં સંકલિત કર્યા જે આ તકનીકીના મૂળભૂત સિદ્ધાંતોનો સારાંશ આપે છે. ઓપરેશનનો સિદ્ધાંત (મુખ્યત્વે મિચૌડ પેટન્ટને લાગુ પડે છે) ઓપરેશનમાં, વમળ કેન્દ્રિય રીતે ભારે, ઠંડી બાહ્ય હવા (37) ને બહાર કાઢે છે, અને તેથી ગરમ હવાની મોટી, નીચા દબાણવાળી ચીમની બનાવે છે (35). તે તેની હવાની ગતિને ચલાવવા માટે પાવર પ્લાન્ટની નકામી ગરમીનો લગભગ વીસ ટકા ઉપયોગ કરે છે. હવામાનને આધારે, એક મોટું સ્ટેશન 200 મીટરથી 15 કિમી ઊંચી વર્ચ્યુઅલ ચીમની બનાવી શકે છે, જે ઓછામાં ઓછી રચના સાથે કચરાના પાવર પ્લાન્ટની ગરમીને ઠંડા ઉપલા વાતાવરણમાં અસરકારક રીતે બહાર કાઢે છે. આ વમળની શરૂઆત થોડા સમય માટે ડિફ્યુઝ હીટર (83) ને ચાલુ કરીને અને ટર્બાઇન (21) ને પંખા તરીકે ચલાવીને થાય છે. આ હળવી ગરમ હવાને વમળ અખાડામાં ખસેડે છે (2). હવામાં માત્ર હળવો તાપમાન તફાવત હોવો જોઈએ કારણ કે મોટા તાપમાનના તફાવતો ઠંડા આજુબાજુની હવા સાથે મિશ્રણમાં વધારો કરે છે અને કાર્યક્ષમતામાં ઘટાડો કરે છે. ગરમી ફ્લુ ગેસ, ટર્બાઇન એક્ઝોસ્ટ અથવા નાના કુદરતી ગેસ હીટરમાંથી હોઈ શકે છે. અખાડામાં હવા વધે છે (35). આ નિર્દેશન લૂવર્સ (3,5) દ્વારા વધુ હવા (33,34) ખેંચે છે, જે વમળ (35) નું કારણ બને છે. પ્રારંભિક તબક્કામાં, બાહ્ય લૂવર્સ (25) ખોલીને બાહ્ય હવાના પ્રવાહ (31) ને શક્ય તેટલું ઓછું પ્રતિબંધિત કરવામાં આવે છે. મોટાભાગની ઉષ્મા ઊર્જાનો ઉપયોગ શરૂઆતમાં વમળ શરૂ કરવા માટે થાય છે. સ્ટાર્ટ-અપના આગલા તબક્કામાં, હીટર (83) બંધ કરી શકાય છે અને ટર્બાઇન (21) લૂવર્સ (25) દ્વારા પસાર થઈ શકે છે. આ સમયે, બાહ્ય પાવરપ્લાન્ટમાંથી ઓછી તાપમાનની ગરમી પરંપરાગત ક્રોસવે કૂલિંગ ટાવર (61) દ્વારા અપડ્રાફ્ટ અને વમળને ચલાવે છે. જેમ જેમ હવા લૂવર્સ (3,5) ને વધુ ઝડપથી છોડે છે, તેમ તેમ વમળ ઝડપમાં વધે છે. હવાની ગતિ વમળમાં હવા પર કેન્દ્રત્યાગી બળોનું કારણ બને છે, જે વમળમાં દબાણ ઘટાડે છે, તેને વધુ સંકુચિત કરે છે. સાંકડી થવાથી વમળની ઝડપમાં વધારો થાય છે કારણ કે વેગના સંરક્ષણને કારણે તે ઝડપથી ફરે છે. સ્પિનની ઝડપ લૂવર્સ છોડતી હવાની ઝડપ (33,34) અને અખાડાની પહોળાઈ (2) દ્વારા નક્કી કરવામાં આવે છે. વિશાળ અખાડો અને ઝડપી લૂવર ઝડપ ઝડપી, સખત વમળનું કારણ બને છે. ક્રોસવે કૂલિંગ ટાવર (61) માંથી ગરમ હવા (33,34) કોંક્રિટ વોર્ટેક્સ એરેના (2) માં નિર્દેશન લૂવર્સ (3,5, સ્પષ્ટતા માટે અતિશયોક્તિભર્યા ઊંચાઈ) ની બે રિંગ્સ દ્વારા પ્રવેશ કરે છે અને વધે છે (35). લૂવર્સની ઉપરની વીંટી (5) વમળના નીચા દબાણના અંતને જાડા, પ્રમાણમાં ઝડપી હવાના પડદા (34) સાથે સીલ કરે છે. આનાથી વમળનો આધાર (33) અને બહારની હવા (31) વચ્ચેના દબાણના તફાવતમાં નોંધપાત્ર વધારો થાય છે. બદલામાં, આ પાવર ટર્બાઇનની કાર્યક્ષમતામાં વધારો કરે છે (21). લૂવર્સની નીચલી વીંટી (3) હવાના મોટા જથ્થાને (33) લગભગ સીધા જ વમળના નીચા દબાણના છેડે પહોંચાડે છે. લૂવર્સની નીચલી વીંટી (3) ઉચ્ચ દળ પ્રવાહ મેળવવા માટે નિર્ણાયક છે, કારણ કે તેમાંથી હવા (33) વધુ ધીમેથી ફરે છે, અને આમ વમળમાં કેન્દ્રગામી બળો અને ઉચ્ચ દબાણ ઓછું હોય છે. કૂલિંગ ટાવરના ઇનલેટ પર સંકોચનમાં હવા સંચાલિત ટર્બાઇન (21) (61) ઇલેક્ટ્રિક મોટર-જનરેટર ચલાવે છે. જનરેટર સ્ટાર્ટ-અપના છેલ્લા તબક્કામાં જ કામ કરવાનું શરૂ કરે છે, કારણ કે વમળ એરેના (33) ના આધાર અને બહારની હવા (31) વચ્ચે મજબૂત દબાણના તફાવત સ્વરૂપો આ સમયે, બાયપાસ લૂવર્સ (25) બંધ હોય છે. દિવાલ (1) અને બમ્પ (85) આસપાસના પવનમાં વરાળ (35) નો આધાર જાળવી રાખે છે, જે અખાડાના પાયામાં નીચી-વેગની હવા-ગતિ (33) ને રક્ષણ આપે છે અને તોફાની હવાના પ્રવાહને સરળ બનાવે છે. સામાન્ય પવનની સ્થિતિમાં વમળને જાળવી રાખવા માટે દિવાલની ઊંચાઈ (1) લૂવર્સની ઊંચાઈ (3,5) કરતા પાંચથી ત્રીસ ગણી હોવી જોઈએ. અખાડાની સલામતી અને ઘાસનું સંચાલન કરવા માટે (2), વમળ આધાર (33) ની આયોજિત મહત્તમ ઝડપ 3 મીટર/સેકન્ડ (10 ફૂટ/સેકન્ડ) ની નજીક છે. પરિણામી વમળ હિંસક ટોર્નેડો કરતાં વધુ પાણીના ધુમ્મસના મોટા, ધીમા ધૂળ-રાક્ષસ જેવું હોવું જોઈએ. નિર્જન વિસ્તારોમાં, ઝડપી ગતિને મંજૂરી આપવામાં આવી શકે છે જેથી વમળ ઝડપી આસપાસના પવનમાં ટકી શકે. મોટાભાગની અનામી ક્રમાંકિત વસ્તુઓ આંતરિક લૂવર્સ અને પાણીના પંપની વ્યવસ્થા છે જે એન્જિન શરૂ થાય ત્યારે હવાના વેગ અને ગરમીનું સંચાલન કરે છે. ટીકા અને ઇતિહાસ પ્રારંભિક અભ્યાસોમાં તે સંપૂર્ણપણે સ્પષ્ટ નહોતું કે વમળના ક્રોસ-વિન્ડ વિક્ષેપને કારણે આને વ્યવહારુ બનાવી શકાય છે. આ સી. એફ. ડી. મોડેલની વિન્ડ ટનલ પ્રયોગમૂલક માન્યતા સાથેના પછીના અભ્યાસોને પ્રેરિત કરે છે, જે નિષ્કર્ષ કાઢે છે કે, "ક્રોસ વિન્ડને આધિન સંપૂર્ણ પાયે સિમ્યુલેશન દર્શાવે છે કે ક્રોસ વિન્ડથી વીજ ઉત્પાદન ક્ષમતાને અસર થતી નથી". મિચાઉડે તેમના સહયોગી ટોમ ફ્લેચર સાથે મળીને ઉટાહમાં એક પ્રોટોટાઇપ બનાવ્યો છે. ઉપરાંત, મીકાઉડની પેટન્ટ અરજી અનુસાર, ડિઝાઇન શરૂઆતમાં ગેસોલિન સંચાલિત 50 સે. મી. "ફાયર-સ્વર્લ" સાથે પ્રોટોટાઇપ કરવામાં આવી હતી. યુનિવર્સિટી ઓફ વેસ્ટર્ન ઓન્ટારિયોની વિન્ડ-ટનલ લેબોરેટરી, ઓસીઈના સેન્ટર ફોર એનર્જીના બીજ રોકાણ દ્વારા, મીકાઉડના વમળ એન્જિનના એક મીટરના સંસ્કરણની ગતિશીલતાનો અભ્યાસ કરી રહી છે. પેપાલના સ્થાપક પીટર થીલની બ્રેકઆઉટ લેબ્સે (2012) $300,000 અનુદાન સાથે AVE પરીક્ષણને પ્રાયોજિત કર્યું હતું. પ્રારંભિક પરિણામો (2015) જેના માટે ધ એટલાન્ટિકમાં અહેવાલ આપવામાં આવ્યો હતો. અસ્પષ્ટતા "વોર્ટેક્સ એન્જિન" શબ્દ પણ નવા પ્રકારના આંતરિક કમ્બશન એન્જિનનો ઉલ્લેખ કરે છે. આ પણ જુઓ સોલર અપડ્રાફ્ટ ટાવર લેન્ડસ્પાઉટ વોટરસ્પાઉટ સંદર્ભો બાહ્ય કડીઓ એટમોસ્ફેરિક વોર્ટેક્સ એન્જિન પાવર ટોર્નેડો પાવર સ્ટેશન ટેકનોલોજી ધરાવતું શહેર ટકાઉ ઊર્જા રૂપાંતરણ તકનીકો ઓસ્ટ્રેલિયાની ઉભરતી શોધો કેનેડાની શોધ