Стабильно стратифицированные скорости течения и пассивные диффузионные этапы
Модель дисперсии тяжелых газов в DEGADIS почти идентична модели подобия, предложенной Коленбрандером (Коленбрандер 1980).
Воздушный поток над одеялом создает шлейф тяжелого газа. Чтобы упростить вычисление, цилиндрическое покрытие рассматривается как квадратная призма одинакового объема и высоты. Предполагается, что факел состоит из 1) горизонтально однородного ядра шириной 2b, имеющего вертикальную дисперсию, и 2) краев Гауссовой формы. По мере того как шлейф переходит из стабильно стратифицированного сдвигового потока в пассивную турбулентную диффузию, ширина однородного ядра стремится к нулю. Для обеих областей применимо следующее уравнение для концентрации загрязняющего вещества:
Четыре переменные являются функциями от x и должны вычисляться для каждого шага:
сс(х) – концентрация на уровне земной поверхности (ppm),
Sy(x) – параметр поперечной дисперсии (m),
Sz(x) – вертикальный параметр дисперсии (m),
b – полуширина однородного сечения сердечника (m).
Параметры дисперсии основаны на измерениях. Мы не ожидаем, что параметр вертикальной дисперсии будет сильно зависеть от времени усреднения, используемого при его измерении. Однако горизонтальная дисперсия имеет зависимость от времени осреднения; считается, что он масштабируется с увеличением времени усреднения до 0,2. ALOHA-DEGADIS корректирует параметр горизонтальной дисперсии, чтобы соответствовать времени усреднения для токсичных облаков – 5 минут и 10 секунд для легковоспламеняющихся облаков.
|
|
|
В последующем обсуждении будет представлен связанный набор эмпирических параметрических уравнений. Эта система уравнений должна решаться одновременно на каждом шаге в направлении x.
Рисунок 2 – Модель шлейфа
Эффективная ширина, высота и скорость облаков
Эмпирические формулировки для рассеяния шлейфа/облака требуют параметра высоты облака. Эффективная высота облака, Heff, основана на концентрации загрязняющих веществ в осевой линии в форме:
Эффективная высота облаков:
Где Γ (1 / (1 + n)) – гамма-функция. Этот термин появится несколько раз ниже и будет записан просто как Γ.
Мы определяем эффективную ширину облака суммой центрального центра постоянной концентрации, b(x) и области отрыва с каждой стороны как:
Боковое распространение облака моделируется представлением числа Фруда как:
где Cе – константа.
При некотором x по встречному ветру b(x) → 0 и ширина облака определяется Sу(x). Сначала облако распространяется под действием пониженной гравитации, ĝ, затем, когда облако разведено и Sz(x) растет, площадь ядра уменьшается до нуля, и в этот момент эффекты тяжелых газов прекращаются.
|
|
|
Эффективная скорость облаков в шлейфе это взвешенное по концентрации значение скорости ветра:
где Ur – скорость ветра на контрольной высоте ZR.
Массовое число Ричардсона
Массовое число Ричардсона равно:
Эксперименты показывают, что при непрерывных выбросах у шлейфа есть четко определенные острые кромки, когда Ri*> 1, а профиль боковых концентраций приближается к форме Гауссова, когда Ri*<1.
4.4.4.3 Поправки к Ri* для теплового потока
Когда поверхностная температура под шлейфом, TS, больше, чем средняя температура облака, Tc(x), положительный тепловой поток снижает устойчивость облаков. В этом случае, Ri* вычисляется по формуле:
где σw – среднеквадратическая вертикальная скорость в верхней части газового облака. Отношение (σw/U*) к вершине облака оценивается по формуле:
Где объемная температура Ричардсона, RiT, выражается формулой:
Это уравнение вводит новое неизвестное, температуру облака, Tc(x). Чтобы оценить этот член, необходимо добавить баланс энергии облаков.
Дата добавления: 2019-11-25; просмотров: 142; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!