ВУЗ:
Составители:
Рубрика:
лентную диффузию примеси. D
x
, D
y
, D
z
- коэффициенты турбулентной диф-
фузии по соответствующим направлениям.
Приближенно полагают, что силы плавучести, связанные с наличием
градиента температуры по высоте атмосферы, не порождают осредненного
движения по вертикали, но оказывают существенное влияние на структуру
турбулентности, то есть на размеры и интенсивность пульсаций турбулент-
ных вихрей. Тогда, если ось х ориентирована по направлению ветра, то для
ровной местности w = 0, а если примесь пассивна, то и v = 0. Можно также
пренебречь членом, учитывающим диффузию примеси в направлении оси х,
так как диффузионный перенос в этом направлении значительно слабее кон-
вективного.
Для стационарного процесса рассеивания, в результате этих упрощений,
уравнение (4.3) принимает вид
d/dy(D
y
dC/dy) + d/dz(D
z
dC/dz) - u(dC/dx) = 0. (4.4)
Если источник интенсивностью М (г/с) расположен в точке с координа-
тами х = 0, у = 0, z = H, то граничные условия для уравнения (4.4) формули-
руются следующим образом
u
.
C = M
.
δ(y) δ(z - H), x = 0; (4.5)
C → 0 при z → ∞ и при |y| → ∞; (4.6)
D
z
dC/dz = 0 при z = 0, (4.7)
где δ(y), δ(z - H) – дельта-функции, м
-1
.
Условие (4.5) утверждает, что конвективный поток примеси от точечно-
го источника равен его интенсивности.
Условия (4.6) вытекают из очевидного факта убывания концентрации с
удалением от источника.
Уравнение (4.7) есть условие непроницаемости подстилающей поверх-
ности для примеси. Подстилающая поверхность может частично или полно-
стью поглощать примесь. Например, водная или увлажненная поверхность
может поглощать газовые примеси, растворяя их; оседание дисперсных за-
грязнителей на поверхности тоже следует рассматривать как их поглощение.
В этих случаях условие непроницаемости (4.7) должно быть заменено на ус-
ловие частичной или полной проницаемости.
Для решения уравнения (4.4) при граничных условиях (4.5)... (4.7) необ-
ходимо иметь информацию о распределении по высоте атмосферы скорости
ветра и значении коэффициентов турбулентной диффузии D
z
, D
y
.
Структура турбулентности в атмосфере, а следовательно, и значения ко-
эффициентов турбулентной диффузии сложным образом зависят от высоты z,
шероховатости подстилающей поверхности, а также от критерия Ричардсона,
характеризующего отношение сил плавучести и инерции в атмосфере
Ri = (g β/Pr
т
)[(dT/dz)/(du/dz)
2
]. (4.8)
Наряду с градиентным представлением критерия Ричардсона использу-
ют интегральное
лентную диффузию примеси. Dx, Dy, Dz - коэффициенты турбулентной диф-
фузии по соответствующим направлениям.
Приближенно полагают, что силы плавучести, связанные с наличием
градиента температуры по высоте атмосферы, не порождают осредненного
движения по вертикали, но оказывают существенное влияние на структуру
турбулентности, то есть на размеры и интенсивность пульсаций турбулент-
ных вихрей. Тогда, если ось х ориентирована по направлению ветра, то для
ровной местности w = 0, а если примесь пассивна, то и v = 0. Можно также
пренебречь членом, учитывающим диффузию примеси в направлении оси х,
так как диффузионный перенос в этом направлении значительно слабее кон-
вективного.
Для стационарного процесса рассеивания, в результате этих упрощений,
уравнение (4.3) принимает вид
d/dy(Dy dC/dy) + d/dz(Dz dC/dz) - u(dC/dx) = 0. (4.4)
Если источник интенсивностью М (г/с) расположен в точке с координа-
тами х = 0, у = 0, z = H, то граничные условия для уравнения (4.4) формули-
руются следующим образом
u.C = M.δ(y) δ(z - H), x = 0; (4.5)
C → 0 при z → ∞ и при |y| → ∞; (4.6)
Dz dC/dz = 0 при z = 0, (4.7)
где δ(y), δ(z - H) – дельта-функции, м-1.
Условие (4.5) утверждает, что конвективный поток примеси от точечно-
го источника равен его интенсивности.
Условия (4.6) вытекают из очевидного факта убывания концентрации с
удалением от источника.
Уравнение (4.7) есть условие непроницаемости подстилающей поверх-
ности для примеси. Подстилающая поверхность может частично или полно-
стью поглощать примесь. Например, водная или увлажненная поверхность
может поглощать газовые примеси, растворяя их; оседание дисперсных за-
грязнителей на поверхности тоже следует рассматривать как их поглощение.
В этих случаях условие непроницаемости (4.7) должно быть заменено на ус-
ловие частичной или полной проницаемости.
Для решения уравнения (4.4) при граничных условиях (4.5)... (4.7) необ-
ходимо иметь информацию о распределении по высоте атмосферы скорости
ветра и значении коэффициентов турбулентной диффузии Dz, Dy .
Структура турбулентности в атмосфере, а следовательно, и значения ко-
эффициентов турбулентной диффузии сложным образом зависят от высоты z,
шероховатости подстилающей поверхности, а также от критерия Ричардсона,
характеризующего отношение сил плавучести и инерции в атмосфере
Ri = (g β/Prт)[(dT/dz)/(du/dz)2]. (4.8)
Наряду с градиентным представлением критерия Ричардсона использу-
ют интегральное
Страницы
- « первая
- ‹ предыдущая
- …
- 138
- 139
- 140
- 141
- 142
- …
- следующая ›
- последняя »
