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: 86

Скачиваний: 0

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

лах исследованных расстояний. Это позволило определить эмпи­ рическую зависимость вида

 

 

f

\ 0,2

(5.19)

 

 

а г , = аг„ | — L

 

 

I

п

 

где ог,

и оул

— значения av при одном

и том же х для 7 = 7"i и

Т = Т0 (Осипов, 1971).

 

 

ifn |—1—1

| |

| ' |

 

 

0,1

 

 

 

 

J

i

1—i i

i i i

 

X

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рис. 5.6.

Зависимость

нормированной

ширины

следа <tylrL

от нормированного

 

расстояния

E,=x/xL

по

результатам

двух серий

опытов

Значения

7"/х : /о — 8,0: /6 — 2,5;

1в — < 1,0;

га — > 10; 26 — 3,5;

5з — 1,5; 2г — 0,75; 3 и

 

 

4 — зависимость

(1.48)

при Т=ео и 7" =0

 

 

• Зависимость

(5.19) пригодна

для оценок в интервале времен

от 1—2

мин до

1 ч и в интервале расстояний

от 5 Я до 20—ЗОЯ

при неустойчивой и близкой к безразличной стратификации. Для устойчивой стратификации она не проверялась.

5.Э.2. Зависимость

ау от Я и х

Задача о горизонтальной диффузии в неоднородном слое, в ко­

тором <v2> не зависит от высоты,

а xL линейно меняется с вы-

сотой, рассмотрена в гл. 2. Показано, что нормирующие множи­ тели %L и rL в этом случае определяются их значениями на уровне источника, а общий характер зависимости а„ от х мало искажается неоднородностью.

На рис. 5.7 приведена зависимость ау

от х для

ряда

значе­

ний Н

в предположении,

что tL

, xL\\

U-.(z) меняются

с высотой,

согласно (1-62) и (3.16),

при е 0

= 2 см, Аг

= 2, Ci =0,6. Сравнение

рис. 5.7 с рис. 4.11 (где приведена экспериментальная

зависимость

о-у от х

для диапазона высот источника от 2 до 300

м при безраз­

личной

стратификации)

показывает,

что

именно

неоднородность

приземного слоя является

причиной

того, что в этом

случае

о у до

значительных х подчиняется зависимости вида (2.2) при показа­ теле, близком к единице, если расчет проводится для широкого диапазона высот. Зависимость ау от высоты источника при фикси­ рованном х невелика, но все же на линейном участке кривых

Рис.

5.7 Зависимость сту от х

для

'Неоднородного

по

высоте слоя, рассчитанная

по

(2.22) — (2.ЙЗ).

'Высота источника в метрах проставлена у кривых.

рис. 5.7 она

заметна. В экспериментальных результатах она про­

является в тех случаях, когда выброс примеси одинакового со­ става разной окраски производился одновременно в течение оди­ накового или почти одинакового промежутка времени из двух ис­

точников, расположенных на различных уровнях. По

результа­

там девяти таких парных опытов с диапазоном высот

источника

от 49 до 300 м оказалось, что величины

 

 

(5.20)

где угольные скобки означают осреднение по всем значениям оу(х) данного опыта, подчиняются приближенному соотношению

 

 

 

^ = Ы ) •

 

 

< 5 '2 , )

которое применимо

в диапазоне

высот от 50 до 300 м для

классов

устойчивости

1—4

(индексы

в

скобках при

Ьу соответствуют ин­

дексу Н). В слое от 2 до-25

м Ьу

убывает

с высотой

медленнее.

В табл. 5.10 приведены экспериментальные

отношения

b^jb12}.

Согласно

первому

из

выражений

(1.48)

при малых

лг с точ­

ностью до линейного члена

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

„ , w

=

Ц

 

, _

_

£ _ ) .

 

 

,5.22,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Таблица 5.10

 

 

Зависимость

параметра

поперечной

диффузии

by

 

 

 

 

от

высоты источника Н

 

 

 

Класс устойчи­

 

Я,

 

 

я,

byYlb yl

 

 

 

вости

 

 

 

 

 

 

 

4

 

 

265

 

 

169

0,90

 

 

 

2

 

 

265

 

 

169

1,58

 

 

 

1

 

 

301

 

 

169

1.12

 

 

 

5

 

 

145

 

 

97

1,17

 

 

 

3

 

 

97

 

 

49

1,13

 

 

 

2

 

 

241

 

 

169

1,09

 

 

 

2

 

 

169

 

 

121

1,20

 

 

 

2

 

 

217

 

 

169

1,05

 

 

 

3

 

 

265

 

 

145

1,21

 

 

Среднее . . .

 

 

 

=

1,6

1,16

 

 

Все экспериментальные значения

оу

(соответствующие

времени

действия источника 7"!> 10 мин) были разбиты на группы в зави­ симости от класса устойчивости и высоты источника, и для каж­ дой из таких групп способом наименьших квадратов были опре­ делены значения 1у и xL .

Результаты

расчетов

приведены в табл. 5.11 и 5.12. Можно от­

метить систематическое

уменьшение / у с ростом номера

класса ус­

тойчивости и с

высотой

и закономерное возрастание xL

с высо­

той. Зависимость этой величины от класса устойчивости и порядок ее значений близки к значениям, полученным независимо по из­ меренным харктеристикам пульсаций продольной компоненты ско­

рости ветра

(рис. 3.21).

Кривые

на рис. 4.11 и 4.12 проведены по способу наименьших

квадратов согласно (5.22).

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Таблица

5.11

Значения / у ,

полученные по результатам измерений ст

 

 

И м

 

 

 

Класс

устойчивости

 

 

 

 

 

1

 

2

3

'1

5

 

6

 

пи

 

 

 

 

2

0,28

0,21

0,18

0,197

 

 

 

 

 

 

25

—

0,25

0,20

0,110

—

 

—

 

—

49

— '

0,18

0,18

—

—

 

—

 

—

100

0,22

0,17

0,15

0,090

0,069

0,073

—

200

 

 

 

—

0,085

—

0,061

0,054

300

0,17

0,16

0,16

0,075

0,086

0,068

•—

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Таблица

5.12

 

Значения xL

м, полученные

по результатам

измерений

ау

Н м

 

 

 

Класс

устойчивости

 

 

 

 

 

1

 

2

3

•1

5

 

6

 

пи

 

 

 

 

2

205

 

63

200

100

_

 

_

 

—

25

—

465

1100

3000

—

 

—

 

49

—

465

1500

—

—

 

—

 

—

100

390

550

2900

8000

2800

 

1440

—

200

—

—

—

4000

—

 

6320

6880

300

2300

2920

3900

8000

4500

 

4030

—

5.3.3. Степенная

аппроксимация зависимости ау

от х

 

Степенная аппроксимация зависимости о^от х вида

(2.2) удоб­

на для построения расчетных формул

и постоянно

применяется

при анализе и обобщении

экспериментальных

данных.

Значения

показателя

степени

а и множителя

ау

зависят

от устойчивости,

диапазона расстояний х, высоты источника и времени его дей­ ствия. Физического смысла эта аппроксимация, в отличие от (5.22), не имеет; более того, при сравнении значений ау , полученных раз­ ными авторами, необходимо помнить, что эта величина имеет неудобную размерность [ м 1 - 1 ] и зависит от единиц измерения.

Обобщенные экспериментальные данные для приземных и приподнятых источников, дневных и ночных условий [МАЭ, 1968] показывают, что при времени действия источника или времени взя­ тия пробы 10—60 мин в диапазоне расстояний от 50 м до 5—10 км

показатель

а составляет от 0,7 до 0,9

(в среднем около 0,8), а ко­

эффициент

ау связан

с дисперсией

направления ветра

соотно­

шением

 

 

 

 

 

ау

-— a^g = а2щ ,

(5.23)

где Og — дисперсия направления ветра в градусах, а\—

то же

в радианах; а\ составляет от 0,0065 до 0,015, а2 — от 0,38 до 0,88 при условии, что 'ву и х выражены в километрах.

В

табл. 5.13 приведены значения а и а я полученные Паскуи-

лом

(МАЭ, 1968] для источника, расположенного в приземном

Таблица 5.13

Значения ад и ау по Паскуилу (МАЭ, 1968) для приземных источников

Класс устойчивос­

° 0 град

1-а

аУкм

1-а

ти

S

аУм

 

А

25

0,44

0,17

В

20

0,35

0,14

с

15

0,26

0,10

д

10

0,17

0,07

Е

5

0,09

0,035

 

2,5

0,045

0,02

П р и м е ч а н и е .

Класс

устойчивости

в соответствии

стабл. 5.15 (а=0,86—0,87 везде).

 

 

 

 

 

 

 

 

Таблица 5.14

Значения

 

а^и а по данным Брукхэйвна

для # « 1 0 0

м

 

По

Смиту

и Зингеру (1966)

По коэффициентам

 

Класс

Сеттона

(МАЭЙ," 1968)

 

 

1-а

1-а

 

1-а

 

X км

устойчи­

аУм

а

а

вости

 

а

Укм

аУкм

 

 

 

 

 

 

 

 

В,

0,44

0,21

0,91

0,20

 

0,92

0,05-3

Bi

0,36

0,14

0,86

0,13

 

0,87

0,05-10

с

0,32

0,07

0,78

0,07

 

0,76

0,10-10

д

0,31

0,04

0,71

0,04

 

0,71

0,10-80

слое атмосферы;

класс

устойчивости

обозначен в соответствии с

табл. 3.6.

 

 

 

 

 

Эти

данные в {МАЭ,

1968] рекомендованы

для

практических

применений в диапазоне

х от 100 м до 100 км. В табл. 5.14 зна­

чения ау

и а для

#=100 м получены

в основном в

Брукхейвне;

класс устойчивости соответствует принятым в Брукхейвне типам

дымовых

струй и изменчивости направления

ветра,

характеристи­

ка которых приведена в табл. 5.15.

 

 

 

Таблица 5.15

Характеристика типов дымовых струй, принятая

вБрукхейвне

Тип дымовой

 

Характеристика

°Л град

U, м/с

струи

 

устойчивости

 

 

 

А

Очень

.неустойчивое Очень боль­

2

в3

состояние

 

 

шой разброс

 

Умеренно

неустойчи­

20

3

Bi

вое

состояние

 

13

7

Слабо

неустойчивое

с

состояние

 

состоя­

7

13

Безразличное

. д

ние

 

 

 

4

5

Устойчивое состояние

П р и м е ч а н и е .

о 0 — среднеквадратичное отклонение на­

 

 

правления

ветра, U — скорость

ветра на

высоте источника.

157

Смотрите также файлы