Файл: Бызова, Н. Л. Рассеяние примеси в пограничном слое атмосферы.pdf

Скачать файл
Заказать решение

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 23.10.2024

Просмотров: 96

Скачиваний: 0

ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.

э ис. 4.13 Зависимость

а у от л; при

инверсии,

класс 5 (а)

/—#<;100 м;

класс 6 (б),

2—Н>Ш м;

класс 5

(а), 3~Н>Ш

м

urju т—I—I—ГТТ

№

10-2

 

•

1

А

 

 

9

2

 

 

 

о 3

 

 

 

6,4

а

 

J

I I I [ I I I

J I '

W4a

Рис. 4.14. Связь PUH2IQ и ш/£7 для неустойчивой стратификация. Нумерация кривых и обозначений соответствует классам мтЛттт-т-

I

1 I I I

WI

I

I 1

I

1

:

: I I

P H /Q

I 3

I I и Ю'г

М 0 МZ

М

Рис. 4.15 Связь PaH2IQ

п w/U

для безразличной и устойчивой стратификации.

 

Нумерация кривых соответствует классам устойчивости, о я пи — результаты

 

получены при слабых осадках и приподнятой инверсии; П — средняя зависи­

 

 

мость по

данным

 

Петровой

и

Мирошкиноп

(\95Т);

 

 

 

:

Усл. обозначения

см.

рис. 4.14.

 

 

 

 

I

1

I I I I I I 1

3

I

I I ' I I I I I

г

I

i i i l

 

 

ГО'

 

 

10-

 

 

РоНбц/Ц

J.,...,,Рис..4Л6,.Связь po^Oy/Q и w/U .при устойчийой стратификации (S — результаты,,из; работы• Стюарта (1968), тонкие линии — доверительные пре-

от 0,01 до 0,1 на этих рисунках

близки, но для классов

4—6 за­

висимость от w/U выражена сильнее, чем для классов

1—3. На

рис. 4.15 и 4.17 нанесена также

эмпирическая зависимость, полу­

ченная Петровой и Мирошкнной

(1967) для высот источника от

300 до 2000 м (кривая П). Рис. 4Л4 и 4.16 объединяют

резуль­

таты измерения плотности выпадений, полученные при диапазоне высоты источника от 2 до 300 м, а 4.15 и 4.17 — от 2 до 2000 м.

Ю~3

 

 

т~г

 

10'1

pfld/q

Рис. 4.17. Связь poHoy/Q и w/U при безразличной и устойчивой

стратификации:

 

 

 

Усл. обозначения

см. рнс. 4.14—4.16

 

 

Анализ показал,

что разброс данных на этих

рисунках не связан

•с различиями

в

высоте

источника.

Отметим,

однако,

что резуль­

таты, полученные

при

#>300

м

(Петрова,

Мирошкина, 1967)

в основном при

неустойчивой

и

безразличной стратификации,

тем не менее

ближе к результатам ИЭМа

для безразличных и

устойчивых условий

(классы 4—6).

 

 

 

Г Л A B A 5

АНАЛИЗ РЕЗУЛЬТАТОВ ОПЫТОВ ПО РАССЕЯНИЮ ПРИМЕСИ В АТМОСФЕРЕ

5.1. Вопросы сравнения результатов опытов с расчетами

5.1.1. Основные расчетные соотношения.

Поток осаждающейся на подстилающую поверхность примеси р{х, у, I) определяется выражением (1.64). Плотность осадка, по­ лученная за все время действия источника, равна

Р(х, У) = f р(х, у, t)dt.

(5.1)

.1

0

Мониным (1956) показано, что поток примеси, поступающей от постоянно действующего точечного источника р(х, у), связан с полной плотностью осадка Р(х, у), полученного при действии мгновенного источника, соотношением

(5.2)

где Q' — количество вещества, выброшенного мгновенным источ­ ником; Q — мощность постоянно действующего источника.

Источник,

включающийся

в момент начала отсчета времени и

действующий

до момента Т, эквивалентен сумме двух источников,

из которых один включается

при £=0 и работает далее равномерно,

а другой, имеющий ту же по

величине и обратную по знаку мощ­

ность, включается в момент времени Г (Д. Л. Лайхтман, Э. К. Бютнер, 1963). Пользуясь этими положениями, нетрудно показать, что полный осадок, полученный от источника, действовавшего в тече­ ние времени Т, равен потоку от постоянно действующего источни­ ка единичной интенсивности, умноженному на полное количество

выпущенной примеси.

Это позволяет считать, что интегральная

плотность осадка в этом случае определяется формулой

 

р(х)ехр

—

Р{х, у) =

 

(5.3)

 

У2^оу(х)

где р(х) — поток примеси на подстилающую поверхность от ста­ ционарного линейного поперечного вектору ветра источника, кото­

рый определяется,

например,

одним из рассмотренных в гл. 2 вы­

ражений. Поэтому

в дальнейшем делать различие между

Р(х, у)

и р(х, у) не будем. Следует,

однако, помнить, что величина

ау(х),

а также, в меньшей степени, параметр вертикальной диффузии В могут зависеть от времени действия источника. Характер этой за­

висимости по результатам опытов рассматривается

ниже.

И. Л. Каролем (1960в; 1962а) получены

условия,

при которых

можно пренебрегать рассеянием примеси

в направлении ветра.

В описываемых опытах эти условия всегда

выполнялись, так как

продольная диффузия сказывается сравнительно близко от источ­

ника, а при измерении приземных концентраций

начальная

часть

струи, выпускаемой

высотным источником,

вообще

выпадает из

рассмотрения.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

В качестве рабочих формул для расчетов плотности осадка бы­

ли

выбраны

два варианта

 

выражения

(5.3), причем в обоих слу­

чаях полагалось, что ау{х)

определяется выражением

(2.2). Пер­

вый, основной вариант соответствует условиям

(2.60)

и

(2.35) и,

согласно

(2.61) и (2.64), приводит

к выражению

для осевой

плот­

ности осадка

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Qwехр

 

(— — - )

 

 

 

 

 

 

 

Р(х,

0) =

 

 

^

В

х '

[ - ^ - \ + " .

 

(5.4)

 

Второй вариант, вспомогательный, соответствует условиям

/С=const

и

l / = const

п р и ^ = о о

(вариант

2а)

и vg=w/2

 

(вари­

ант

26).

В этих случаях

 

р(х,

 

0)

определяется

в соответствии с

(2.76) и (2.85)

при условии

(2.2).

 

 

 

 

 

 

 

 

Из этих выражений могут быть получены

параметры

следа.

Для варианта 1 величина х0 определяется выражением

(2.65), а

для варианта 2 — (2.78). Зная х0

и xw

из условий и

результатов

опыта, можно определить

величины

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

хт,=

 

X w

X °

 

 

 

 

(5.5;

для варианта

 

1 и

 

 

 

 

Х,„

Хп

 

 

 

 

 

 

 

 

 

„2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

XW• —

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Хт, = -г2

XQX-

2" =

хт,

 

 

 

(5.6)

 

 

 

 

 

л и,— Хо

Xw -f- А'о

 

 

 

 

для

варианта

2, где Хт, и Л"га

 

связаны

с параметрами

вертикаль­

ной

диффузии

соотношениями

 

(2.65) при v = 0 и

(2.79).

 

 

Максимальная плотность осадка (вариант 1) выражается фор­

мулами

(2.61)

и (2.67); ее можно

также записать через х0 в

виде

QB^U°e-<°

{ 5 7 )

где

4 =

Вх0

Соответствующие формулы для варианта 2 можно получить, подставив значения хо в (2.76) и (2.85).

Длина следа Xs для варианта 1 определяется с помощью урав­ нения (2.68). Один из возможных способов его графического ре­ шения представлен на рис. 5.1. Соответствующее уравнение для варианта 2 дает несколько меньшие значения As (Александрова и др., 1963).

Рис.

5.1.График для

определения

Х&

по

(2.68). Для нахождения

^5 1х0

найти пересечение

жирной

линии и

прямой, соответствующей

данному значению А.

В

верхней

части прямых отмечены значения v

 

 

 

при 6=0,1,

а='1

 

Отметим еще одну величину, которая может быть получена по экспериментальным данным: общее количество примеси, содержа­ щееся на использованной площади полигона. Для варианта 1 эта величина составляет, если считать, что полигон достаточно велик в поперечном ветру направлении, а в продольном простирается

до х—пх0:

о

р (х, у) dy dx ==

r ( l + v ) J

л

где

H _ 1 + v - f а

'л

Впх0

Рис. 5.2 позволяет определять величину r\(n, v)=Q\(n, v)/Q в зависимости от v и п.

 

 

I

3

5

7

3

 

11 п

 

Рис.

5.2.

График для определения t\(n, v)=Qv(n,

v)/Q

(5.8)

На

рис. 5.3

представлены

безразмерные

функции

для расчета

параметров

следа согласно

закономерностям

для

варианта 1 при

а=[, ау

— Ьу.

Здесь использованы

обозначения

 

 

Рис. 5.3. График для определения х0, р а , qa, А, согласно (5.9), и

Г) (%/Хо)

Смотрите также файлы