Vortex engine
ورٹیکس انجن یا ماحولیاتی ورٹیکس انجن (اے وی ای) کا تصور، جو آزادانہ طور پر نارمن لواٹ اور لوئس ایم میکاؤڈ نے تجویز کیا تھا، کا مقصد بڑی جسمانی چمنی کو ہوا کے بھنور سے تبدیل کرنا ہے جو ایک چھوٹے، کم مہنگے ڈھانچے سے پیدا ہوتا ہے۔ اے وی ای زمینی سطح کے بھنور کو جنم دیتا ہے، جس کے نتیجے میں قدرتی طور پر پائے جانے والے لینڈ سپاؤٹ یا واٹر سپاؤٹ کی طرح بھنور پیدا ہوتا ہے۔ میکاؤڈ کے پیٹنٹ کا دعوی ہے کہ بنیادی درخواست یہ ہے کہ بیس پر لووروں کے ذریعے ہوا کا بہاؤ کم رفتار والے ایئر ٹربائنوں کو چلائے گا، جو عام طور پر روایتی پاور پلانٹس کے ذریعے ضائع ہونے والی گرمی سے بیس فیصد اضافی برقی طاقت پیدا کرے گا۔ یعنی، ورٹیکس انجن کا مجوزہ مرکزی اطلاق بڑے پاور پلانٹس کے لیے "باٹمنگ سائیکل" کے طور پر ہے جن کو کولنگ ٹاورز کی ضرورت ہوتی ہے۔ لواٹ نے اپنے پیٹنٹ کے دعووں میں جو درخواست پیش کی ہے وہ فزیکل سولر اپ ڈرافٹ ٹاور کا کم مہنگا متبادل فراہم کرنا ہے۔ اس ایپلی کیشن میں، گرمی زمین کے ایک بڑے علاقے کے ذریعے فراہم کی جاتی ہے جسے سورج گرم کرتا ہے اور ایک شفاف سطح سے ڈھکا ہوتا ہے جو گرم ہوا کو گرین ہاؤس کے انداز میں پھنساتا ہے۔ ایک بھنور شمسی کلیکٹر کے بیرونی رداس کے ٹینجینٹ سے متعلق زاویہ پر سیٹ وین کو موڑ کر بنایا جاتا ہے۔ لواٹ نے اندازہ لگایا کہ "مفید توانائی" جمع کرنے کے لیے سولر کلیکٹر کا کم از کم قطر 44 + میٹر ہونا ضروری ہے۔ اسی طرح کی تجویز شفاف کور کو ختم کرنے کی ہے۔ یہ اسکیم چمنی کے بھنور کو گرم سمندری پانی یا زمین کی وسیع سطح سے گرم ہوا کے ساتھ چلائے گی۔ اس ایپلی کیشن میں، ایپلی کیشن مرکز میں ایئر ٹربائن کے ساتھ دھول کے شیطان سے ملتی جلتی ہے۔ 2000 کے بعد سے، کروشین محققین نینک اور نزیٹک (الیکٹریکل انجینئرنگ، مکینیکل انجینئرنگ اور نیول آرکیٹیکچر یونیورسٹی آف اسپلٹ کی فیکلٹی سے) نے بھی یہ ٹیکنالوجی اور پیٹنٹ تیار کیے ہیں۔ پروفیسر حسین ایچ الکائیم کی سربراہی میں ملائیشیا کی یونیورسٹی ٹیکنالوجی پیٹروانس (یو ٹی پی) کی شمسی تحقیقی ٹیم نے شمسی بھنور سے بجلی پیدا کرنے (ایس وی پی جی) ٹیکنالوجی کا پہلا تجرباتی پروٹو ٹائپ تیار کیا جو شمسی توانائی کو حرارت کے ذریعہ کے طور پر استعمال کرتا ہے۔ اس کے بعد بنیادی پروٹو ٹائپ کو سینسیبل تھرمل انرجی اسٹوریج (ٹی ای ایس) کے ساتھ انضمام اور ورٹیکس جنریٹر کے ڈیزائن میں ترمیم کے ذریعے پیش رفت اور کارکردگی میں اضافے کے سلسلے کا نشانہ بنایا گیا۔ ٹیم نے ایک تجرباتی تشخیص، نظریاتی تجزیہ، اور ایس وی پی جی کے کمپیوٹیشنل تخروپن کو انجام دیا اور شائع کیا اور نتائج کو ایک کتاب میں مرتب کیا جس میں اس ٹیکنالوجی کے بنیادی اصولوں کا خلاصہ کیا گیا ہے۔ آپریشن کا نظریہ (بنیادی طور پر میکاؤڈ پیٹنٹ پر لاگو ہوتا ہے) آپریشن میں، بھنور مرکزی طور پر بھاری، ٹھنڈی بیرونی ہوا (37) کو باہر نکالتا ہے، اور اس وجہ سے گرم ہوا کی ایک بڑی، کم دباؤ والی چمنی بناتی ہے (35)۔ یہ اپنی ہوا کی حرکت کو چلانے کے لیے پاور پلانٹ کی فضلہ گرمی کا تقریبا بیس فیصد استعمال کرتا ہے۔ موسم کے لحاظ سے، ایک بڑا اسٹیشن 200 میٹر سے 15 کلومیٹر اونچائی تک ایک ورچوئل چمنی بنا سکتا ہے، جو فضلہ پاور پلانٹ کی گرمی کو کم سے کم ساخت کے ساتھ ٹھنڈے اوپری ماحول میں مؤثر طریقے سے نکال سکتا ہے۔ بھنور کا آغاز مختصر طور پر ایک ڈفیوز ہیٹر (83) کو آن کرنے اور پنکھوں کے طور پر ٹربائنوں (21) کو برقی طور پر چلانے سے ہوتا ہے۔ یہ ہلکی گرم ہوا کو بھنور کے میدان میں منتقل کرتا ہے (2)۔ ہوا میں صرف ہلکے درجہ حرارت کا فرق ہونا چاہیے کیونکہ درجہ حرارت کے بڑے فرق ٹھنڈی ماحول کی ہوا کے ساتھ اختلاط میں اضافہ کرتے ہیں اور کارکردگی کو کم کرتے ہیں۔ گرمی فلو گیسوں، ٹربائن کے اخراج یا چھوٹے قدرتی گیس ہیٹرز سے ہو سکتی ہے۔ میدان میں ہوا اٹھتی ہے (35)۔ یہ لوورز (3، 5) کی ہدایت کے ذریعے زیادہ ہوا (33، 34) کھینچتا ہے، جس کی وجہ سے بھنور بنتا ہے (35)۔ ابتدائی مراحل میں، بیرونی ہوا کے بہاؤ (31) کو بیرونی لوور (25) کھول کر کم سے کم محدود کیا جاتا ہے۔ زیادہ تر حرارت کی توانائی شروع میں بھنور کو شروع کرنے کے لیے استعمال ہوتی ہے۔ اسٹارٹ اپ کے اگلے مرحلے میں، ہیٹر (83) کو بند کیا جا سکتا ہے اور ٹربائنز (21) کو لوورز (25) کے ذریعے پاس کیا جا سکتا ہے۔ اس وقت، بیرونی پاور پلانٹ سے کم درجہ حرارت کی گرمی روایتی کراس وے کولنگ ٹاور (61) کے ذریعے اپ ڈرافٹ اور بھنور کو چلاتی ہے۔ جیسے جیسے ہوا لوورز (3، 5) کو زیادہ تیزی سے چھوڑتی ہے، بھنور کی رفتار میں اضافہ ہوتا ہے۔ ہوا کی رفتار بھنور میں ہوا پر سینٹری فیوگل قوتوں کا سبب بنتی ہے، جو بھنور میں دباؤ کو کم کرتی ہے، اور اسے مزید تنگ کرتی ہے۔ تنگ ہونے سے بھنور کی رفتار میں مزید اضافہ ہوتا ہے کیونکہ رفتار کے تحفظ کی وجہ سے یہ تیزی سے گھومتا ہے۔ گھماؤ کی رفتار لوور چھوڑنے والی ہوا کی رفتار (33، 34) اور میدان کی چوڑائی (2) سے طے ہوتی ہے۔ ایک وسیع میدان اور تیز لوور کی رفتار تیز، سخت بھنور کا سبب بنتی ہے۔ کراس وے کولنگ ٹاور (61) سے گرم ہوا (33، 34) کنکریٹ کے بھنور کے میدان میں داخل ہوتی ہے (2) ڈائرکٹنگ لوورز کے دو رنگوں (3، 5، وضاحت کے لیے بڑھا چڑھا کر اونچائی) کے ذریعے اور اٹھتی ہے (35)۔ لوورز کی اوپری انگوٹی (5) بھنور کے کم دباؤ والے سرے کو موٹے، نسبتا تیز رفتار ہوا کے پردے (34) کے ساتھ مہر لگا دیتی ہے۔ اس سے بھنور کی بنیاد (33) اور بیرونی ہوا (31) کے درمیان دباؤ کا فرق کافی حد تک بڑھ جاتا ہے۔ بدلے میں، اس سے پاور ٹربائنز کی کارکردگی میں اضافہ ہوتا ہے (21)۔ لوور کی نچلی انگوٹی (3) ہوا کی بڑی مقدار (33) کو تقریبا براہ راست بھنور کے کم دباؤ والے سرے تک پہنچاتی ہے۔ لوورز (3) کی نچلی انگوٹی زیادہ بڑے پیمانے پر بہاؤ حاصل کرنے کے لیے اہم ہے، کیونکہ ان سے نکلنے والی ہوا (33) زیادہ آہستہ گھومتی ہے، اور اس طرح وسطی قوتیں کم ہوتی ہیں اور بھنور پر زیادہ دباؤ ہوتا ہے۔ کولنگ ٹاور (61) کے انلیٹ پر ہوا سے چلنے والی ٹربائنز (21) برقی موٹر جنریٹرز کو چلاتی ہیں۔ جنریٹر صرف اسٹارٹ اپ کے آخری مراحل میں کام کرنا شروع کرتے ہیں، کیونکہ بھنور کے میدان کی بنیاد (33) اور بیرونی ہوا (31) کے درمیان ایک مضبوط دباؤ کا فرق بنتا ہے۔ اس وقت، بائی پاس لوور (25) بند ہوتے ہیں۔ دیوار (1) اور ٹکرانا (85) میدان کی بنیاد میں کم رفتار ہوا کی حرکت (33) کو بچاتے ہوئے، اور ہنگامہ خیز ہوا کے بہاؤ کو ہموار کرتے ہوئے وسیع ہواؤں میں بورو کی بنیاد (35) کو برقرار رکھتے ہیں۔ عام ہوا کے حالات میں بھنور کو برقرار رکھنے کے لیے دیوار کی اونچائی (1) لوورز کی اونچائی (3، 5) سے پانچ سے تیس گنا ہونی چاہیے۔ میدان کی حفاظت اور رگڑ کو سنبھالنے کے لیے (2)، بھنور کی بنیاد (33) کی منصوبہ بند زیادہ سے زیادہ رفتار 3 میٹر/سیکنڈ (10 فٹ/سیکنڈ) کے قریب ہے۔ نتیجے میں آنے والا بھنور ایک پرتشدد طوفان سے زیادہ پانی کی دھند کے بڑے، سست دھول کے شیطان سے ملتا جلتا ہونا چاہیے۔ غیر آباد علاقوں میں، تیز رفتار کی اجازت دی جا سکتی ہے تاکہ بھنور تیز ہواؤں میں زندہ رہ سکے۔ زیادہ تر نامعلوم نمبر والی اشیاء اندرونی لوورز اور پانی کے پمپوں کا ایک نظام ہے جو انجن کے شروع ہوتے ہی ہوا کی رفتار اور حرارت کو منظم کرتا ہے۔ تنقید اور تاریخ ابتدائی مطالعات میں یہ بالکل واضح نہیں تھا کہ بھنور کے کراس ونڈ خلل کی وجہ سے اسے قابل عمل بنایا جا سکتا ہے۔ یہ سی ایف ڈی ماڈل کی ونڈ ٹنل تجرباتی توثیق کے ساتھ بعد کے مطالعات کو متاثر کرتا ہے، جو یہ نتیجہ اخذ کرتا ہے کہ "کراس ونڈ کے تابع مکمل پیمانے کے تخروپن سے پتہ چلتا ہے کہ کراس ونڈز سے بجلی پیدا کرنے کی صلاحیت متاثر نہیں ہوتی ہے"۔ میکاؤڈ نے یوٹاہ میں اپنے ساتھی ٹام فلیچر کے ساتھ مل کر ایک پروٹو ٹائپ بنایا ہے۔ نیز، میکاؤڈ کی پیٹنٹ کی درخواست کے مطابق، ڈیزائن کو ابتدائی طور پر پٹرول سے چلنے والے 50 سینٹی میٹر "فائر سورل" کے ساتھ پروٹو ٹائپ کیا گیا تھا۔ یونیورسٹی آف ویسٹرن اونٹاریو کی ونڈ ٹنل لیبارٹری، او سی ای کے سینٹر فار انرجی سے بیج کی سرمایہ کاری کے ذریعے، میکاؤڈ کے بھنور انجن کے ایک میٹر ورژن کی حرکیات کا مطالعہ کر رہی ہے۔ پے پال کے بانی پیٹر تھیل کی بریک آؤٹ لیبز نے (2012) $300,000 کی گرانٹ کے ساتھ اے وی ای ٹیسٹ کو اسپانسر کیا۔ ابتدائی نتائج (2015) جن کی اطلاع دی اٹلانٹک میں دی گئی تھی۔ "ورٹیکس انجن" کی اصطلاح ایک نئی قسم کے اندرونی دہن انجن سے بھی مراد ہے۔ مزید دیکھیں سولر اپ ڈرافٹ ٹاور لینڈسپاؤٹ واٹرسپاؤٹ حوالہ جات بیرونی روابط ایٹموسفیرک ورٹیکس انجن پاور ٹورنیڈوز پاور اسٹیشن ٹیکنالوجی کے ساتھ ایک شہر پائیدار توانائی کے تبادلے کی ٹیکنالوجی آسٹریلیائی ایجادات کینیڈا کی ایجادات