ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Турбулентность воздушной среды из "Охрана воздушной среды на химических и нефтехимических предприятиях" Турбулентность воздуха в атмосфере — основная причина рассеивания вредных веществ. [c.24] Вопросам турбулентности атмосферы посвящено большое число работ, поэтому отметим только основные характерные черты этого явления. Тейлор и Карман предложили определять турбулентность как неупорядоченное движение, которое возникает в газообразных или капельных жидкостях, когда они обтекают непроницаемые поверхности или когда соседние потоки одной и той же жидкости следуют рядом или проникают один в другой. Турбулентное движение, отмечает Хинце [19] предполагает наличие неупорядоченности течения, в котором различные величины, характеризующие состояние воздушной среды претерпевают хаотические изменения во времени и в пространстве и при этом могут быть выделены статистически точные их осредиенные значения. Из этого следует, что можно определить средние значения, в том числе и загрязнения воздуха вредными веществами в данной точке и, что не менее важно, вероятность отклонения величин от их среднего значения. Поэтому а расчетах возможного загрязнения атмосферы в заданных точках нужно указывать не только средние значения концентрации вредных веществ, но и вероятность отклонения концентраций от их средних значений. [c.24] В верхней части приземного слоя наблюдается крупномасштабная турбулентность, близкая к однородной и изотропной, вызванная взаимодействием различных течений воздуха. В нижней части приземного слоя турбулентность сравнительно мелкомасштабная, генерируемая в основном обтеканием ветром строений, неровностями и шероховатостью поверхности земли. Эту турбулентность нельзя считать однородной и изотропной, но, как отмечает Л. И. Седов [20], ее можно рассматривать как простейший вид турбулентного движения, которое под действием сил вязкости, вызывающих диссипацию кинетической энергии, приближается к однородному изотропному. Диссипация энергии в атмосфере (или ее рассеяние) — это переход части кинетической энергии ветра в тепло под действием внутреннего трения — молекулярной вязкости воздуха. Диссипация тем значительнее, чем больше изменение скорости воздушных масс от точки к точке. Она связана преимущественно с мелкомасштабной турбулентностью. Наибольшее количество энергии рассеивается в нижних слоях атмосферы, особенно в приземном. [c.24] С определенными допущениями можно-считать, что и в нижней части приземного слоя имеется однородная изотропная турбулентность и для этого вида турбулентности можно пользоваться законами академиков А. Н. Колмогорова [21] и А. М. Обухова [22]. [c.24] Для других случаев еще не найдены методы определения коэффициента турбулентности, исходя из зависимости (2.1), но можно учитывать ее качественно, считая, что чем больше дисси-иируемая энергия и определяющий размер объекта исследования, тем больше коэффициент турбулентного обмена А. [c.25] Критерий Ричардсона является отношением факторов, стабилизирующих расслоение атмосферы по плотности, к факторам, характеризующим интенсивность турбулентного перемешивания. [c.26] Поперечные (вертикальные) пульсации в турбулентном потоке переносят вниз более нагретый воздух, а вверх — холодные массы. На этот процесс тратится энергия турбулентных пульсаций, которая возникает в результате вихревого трения при вертикальном сдвиге скоростей ветра. [c.26] Если метеорологи смогут определить высоту нижней и верхней границ инверсионного слоя и температуру воздуха в нем, то можно на основе расчета (см. гл. 5) определить, с какими скоростью и температурой должна быть направлена вверх струя выбрасываемого загрязненного воздуха, чтобы она пробила слой инверсии. [c.26] При расчете надо учитывать, что распространение струй, способных пробить слой инверсии, происходит в реальной турбулизованной среде, в которой они загасают быстрее, чем в спокойной нетурбулизованной. В инверсионном слое можно ожидать меньшую турбулизацию, чем вне инверсионного слоя, но она все-таки имеется. [c.26] При обтекании зданий с острыми углами псевдостационар-ный режим течения установится при меньших числах Рейнольдса, чем при обтекании цилиндра. Исходя из опытов в аэродинамической трубе, можно считать, что при числах Ке ЗООО—5000 надежно наступает автомодельность обтекания зданий. Поэтому в аэродинамических трубах можно получить усредненные линии тока вокруг здания, обдуваемого ветром, размеры циркуляционных зон аэродинамической тени, подпора и следы. [c.27] Необходимо отметить, что турбулентность, генерируемая за плохообтекаемыми зданиями, как правило, больше турбулентности в набегающем потоке ветра, и эта генерируемая турбулентность определяет рассеивание вредных веществ в приземном слое атмосферы. [c.27] Вернуться к основной статье