ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Распространение и оседание аэрозоля, создаваемого непрерывным точечным источником, движущимся в приземном слое атмосферы из "Пестицидные аэрозоли" При обработке сельскохозяйственных культур грубодисперсным аэрозолем методом волны численные концентрации капелек обычно малы и коагуляцией можно пренебречь. При использовании масляных препаратов и прочих нелетучих жидкостей можно пренебречь и испарением (распространение испаряющихся частиц рассмотрено в главе IV). Это позволяет использовать для анализа распространения аэрозоля современную теорию конвективной диффузии примеси в атмосфере. [c.60] Применительно к сельскохозяйственным приложениям (опрыскивание) нас интересуют не столько значения концентрации примеси в воздухе С х, у, z, т), сколько отложения примеси на земле. Если ограничиться определением плотности отложений, то возможны существенные упрощения [8]. [c.61] Допустимость такого упрощения для простейшего случая мгновенного точечного источника (возможность замены его эквивалентным по мощности непрерывным точечным источником с точки зрения образующихся отложений) доказывается следующим образом. [c.61] Пусть известна функция Gf[x, у, г, т—t), определяющая поле концентраций С для мгновенного точечного источника с производительностью Gl кг, срабатывающего в момент x = t. Плотность отложений примеси на земле (z = Zo), создаваемая этим источником при скорости гравитационного оседания частиц W,. [c.61] Обратимся теперь к непрерывному точечному источнику с производительностью Ga кг/с. [c.62] При одинаковых расходах жидкости, т. е. при Gj (кг)=Ог (кг/с), выражения (2.2) и (2.3) идентичны, и плотности отложений создаваемые мгновенным источником, идентичны плотностям отложений g2, создаваемым непрерывным источником за 1 с, gi=g2 эквивалентность доказана. [c.62] МОЖНО аппроксимировать линейным источником бесконечной протяженности. [c.63] При доказательстве эквивалентности источников было принято, что плотность oTv oжeний тял елой примеси на земле g прямо пропорциональна концентрации ее С у земли (на высоте- шероховатостей подстилающей поверхности 2о). Это допущение справедливо при гравитационном механизме оседания примеси на землю. При других механизмах g прямо пропорциональна не только С, но и некоторым другим параметрам при инерционном и турбулентном механизмах осаждения — Си средней скорости ветра и, при термофоретическом — Си градиенту температуры, при электростатическом — Си произведению величины заряда частиц на напряженность электростатического поля. Следовательно, для соблюдения эквивалентности источников при негравитационном оседании дополнительный параметр должен-быть одинаков. [c.63] Типичные графики функции (2.10) показаны на рис. П. [c.64] Плотность отложений g по мере удаления от линии распыления в направлении ветра х растет, достигает максимума, затем уменьщается и стремится к нулю при безграничном возрастании X. [c.64] Анализ формулы (2.10) показывает, что кривая = х) тем круче, чем меньше высота источника Я, меньше скорость ветра и и больше скорость оседания частиц W, т. е. их радиус г. Приближенная правильность формулы (2.10) подтверждена полевыми экспериментами, проведенными на участках с аэродинамически гладкой поверхностью (см., например, [10]). [c.64] Недостаток решения (2.10) состоит в том, что линейное увеличение коэффициента турбулентного обмена К г) с высотой г (2.8), справедливое только для приземного слоя атмосферы, распространяется на всю атмосферу то же самое принимается и для профиля скорости ветра (2.9). Для сельскохозяйственных источников, расположенных на небольшой высоте над землей (тракторный опрыскиватель или самолет, летящий иа бреющем полете), это, по-видимому, имеет второстепенное значение. [c.64] Рассмотрим роль критерия W/U, в процессах оседания аэрозолей. [c.65] Значения а и Ь имеют условный характер, т. е. зависят от размеров рассматриваемого участка и от требуемой степени точности. Тем не менее отнесение процессов к трем указанным областям позволяет в ряде случаев упростить задачу. Ориентировочно а = 0,02, 6 = 3,0. [c.65] Внутри растительного покрова, как и над ним, дует ветер, скорость которого и может в десятки и сотни раз превосходить скорость W гравитационного оседания частиц поэтому мелкие частицы отнюдь не падают на землю вертикально, а движутся над землей в среднем по пологим траекториям. При этом наряду с гравитационным оседанием происходит оседание частиц на растениях и прочих препятствиях под действием сил инерции Это наглядно иллюстрируется данными опытов. При полевых опытах по оседанию грубодисперсных аэрозолей [ 11 ] для оценки роли инерционного осаждения помещали на опытном участке 20 флюгеров-заборников на каждом из них укрепляли горизонтальную стеклянную пластину и вертикальное предметное стекло. Предполагалось, что капли оседают на поверхности горизонтальной пластины гравитационно и что оседание на наветренную сторону вертикального стекла происходит в результате инерции. Стекла флюгера помещали вблизи верхней границы сравнительно редкого растительного покрова со средней высотой растений /г = 30 см. По результатам микроскопирования стекол для каждой фракции аэрозоля определяли среднюю для 20 точек величину отношения nJn ,, где — среднее количество капель данной фракции, осевших на единице площади наветренной стороны вертикального стекла —то же для верхней стороны горизонтального стекла. Значения п пт, полученные для фракций с различным средним диаметром капель й при различной скорости ветра V[Н) на высоте 30 м, приведены в табл. 1. [c.66] Из табл. 1 видно, что на вертикальных стеклах (которые можно рассматривать как грубые модели листа растений) плотность отложений капель одинакового класса была в несколько раз больше, чем на горизонтальных п п ). Этим доказывается преобладание инерционного оседания аэрозоля над гравитационным при типичных условиях. [c.66] Над растительным покровом высотой к, т. е. в области /г С 2 оо, 0 Сл оо (при координатах источника х = 0, г=Н), распространение аэрозоля определяется уравнением стационарной диффузии (2.4). [c.66] К уравнениям (2.4) и (2.13) нужно добавить условия однозначности и сопряжение в плоскости г = к. [c.67] Таким образом, задача о распространении и оседании тяжелой примеси, создаваемой непрерывным линейным источником, на аэродинамически щероховатую поверхность земли с учетом не только гравитационного, но и инерционного оседания была сведена к рещению уравнения диффузии (2.4) при прежних условиях однозначности, но при замене краевого условия (2.5) на (2.15). [c.68] Значения a h (принятые за константы в области Ks 8), найденные этим способом по результатам полевых опытов, а также соответствующие значения h и параметра шероховатости Zo приведены в табл. 2. [c.68] Вернуться к основной статье