Турбулентная диффузия в атмосфере

Турбулентная диффузия загрязнений, обусловленная турбулентным перемешиванием воздуха [6, 8], зависит от метеорологических условий и прежде всего — от поля осредненной скорости ветра и от термической конвекции в приземном слое атмосферы. [c.19]

Адсорбированная молекула может совершать блуждания по поверхности от одного адсорбционного центра к другому. Эти блуждания приводят к так называемой поверхностной диффузии. В трубке, диаметр которой меньше длины свободного пробега, молекулы газа не сталкиваются друг с другом. Блуждания возникают в результате столкновения этих молекул со стенками. При этом возникает так называемая капиллярная диффузия. Облако дыма распространяется в атмосфере из-за блужданий, вызываемых наличием в атмосфере вихрей (турбулентная диффузия). [c.262]

Как видно из рис. 6.5, механизм сухого поглощения растениями включает перемещение частицы или молекулы газа к границе с ламинарным потоком, сопровождаемое преодолением сопротивления переносу из свободной атмосферы г,. Это перемещение происходит за счет турбулентной диффузии. Переход через слой ламинарного движения воздуха также требует преодоления сопротивления Г2, различного для разных частиц. Молекулы минуют этот слой путем молекулярной диффузии, следовательно, Гг -функция толщины слоя и коэффициента диффузии. Характерная толщина слоя около 1 мм она зависит от шероховатости поверхности и от скорости движения воздуха в свободной атмосфере. Частицы аэрозолей, в зависимости от их размера, преодолевают слой за счет броуновской диффузии (d < 0,1 мкм) или инерционного пролета. [c.215]

В общем виде нестационарный процесс турбулентной диффузии в атмосфере по оси х, направленной вдоль приземного ветра, [c.100]

Турбулентная диффузия и процессы рассеяния. Из сказанного выше видно, что инверсии препятствуют вертикальному переносу и рассеянию выделяемых наземными источниками компонентов. Если они накрывают города и этими компонентами оказываются загрязняющие атмосферу соединения, то могут возникать серьезные последствия. Само по себе накопление таких веществ - фактор негативный, однако при особо неблагоприятных условиях может начаться образование еще более опасных вторичных загрязняющих компонентов. За последние десятилетия инверсии не раз приводили к накоплению таких [c.20]

Коэффициент турбулентной диффузии АГд ф варьирует в широких пределах в зависимости от условий устойчивости. Наибольшие значения он имеет при неустойчивой атмосфере, а образование инверсий, препятствующих развитию турбулентных потоков, приводит к его уменьшению. Влияние термических условий на турбулентный перенос можно проследить по величине в тропосфере и стратосфере если во всей толще тропосферы при отрицательном температурном градиенте (-6,5 К/км) он равен примерно 10 см /с, то в средних слоях стратосферы при положительном градиенте происходит его уменьшение в 20 раз. [c.21]

Турбулентная диффузия взвешенных в атмосфере частиц представляет не только узко специальный интерес для физиков-теоре-тиков и метеорологов, но является также проблемой большой практической важности. Распространение дыма промышленных предприятий приобрело в настоящее время серьезное значение в связи с охраной общественного здоровья. В сельском хозяйстве инсектициды нередко применяются в виде аэрозолей для получения равномерного осадка на почве, воде или растениях, а в некоторых случаях и для нанесения на летящих насекомых. Распространение спор грибков, вызывающих различные болезни растений, и перенос пыльцы и других дыхательных аллергенов — примеры других практически важных случаев атмосферной диффузии. Законы турбулентной диффузии в атмосфере применяются также при изучении распространения ядовитых газов, выпадения радиоактивной пыли, образующейся при атомных взрывах, и при маскировке военных объектов дымовыми завесами. [c.271]

Осаждение на подстилающую поверхность может быть описано одномерной моделью, учитывающей только вертикальный перенос озона из свободной атмосферы за счет турбулентной диффузии и пренебрегающей адвекцией (уравнение (5.44), сравни с уравнением (1.17) в разд. 1.2.2), а также образование и разрушение озона в воздухе [c.167]

Главный механизм очищения атмосферы от соединений тяжелых металлов - их гравитационное, сухое и влажное осаждение. Распространение выбрасываемых предприятиями частиц, содержащих соединения тяжелых металлов, может быть описано видоизмененным уравнением турбулентной диффузии примеси (1.17), полученным на основании полуэмпирической теории турбулентности (Ровинский и Парамонов, 1994) [c.247]

Для рещения уравнения (3.2) при граничных условиях (3.3)... (3.5) необходимо иметь информацию о распределении по высоте атмосферы скорости ветра и значении коэффициентов турбулентной диффузии [c.135]

Структура турбулентности в атмосфере, а следовательно и значения коэффициентов турбулентной диффузии сложным образом зависят от высоты [c.135]

Структура турбулентности в атмосфере, а следовательно и значения коэффициентов турбулентной диффузии сложным образом зависят от высоты г, шероховатости подстилающей поверхности, а также от критерия Ричардсона, характеризующего отношение сил плавучести и инерции в атмосфере [c.135]

В предыдущем пункте мы пренебрегали влиянием диффузии на движение частиц заряженной суспензии. Броуновское движение надо учитывать при оседании в атмосфере заряженных аэрозольных частиц размером менее 1 мкм турбулентную диффузию важно принимать во внимание при рассмотрении процессов переноса аэрозольных частиц в атмосфере или при экспериментально осуществляемом аэродинамическом течении суспензий. [c.216]

Концентрации вредных примесей определяют, решая уравнение турбулентной диффузии применительно к тому или иному состоянию атмосферы. [c.57]

Однако в реальной атмосфере характер изменения турбулентной диффузии и скорости ветра значительно сложнее, поэтому для практических расчетов рассеивания в атмосфере вредных примесей, содержащихся в выбросах предприятий, используют методику, основанную на неблагоприятных метеорологических условиях, когда скорость ветра достигает опасного значения и имеет место интенсивный вертикальный турбулентный обмен в атмосфере. [c.57]

Чтобы перейти от чисто качественных описаний к количественной теории турбулентного рассеяния в нижних слоях атмосферы, необходим соответствующий математический аппарат. Он должен оперировать с такими измеряемыми величинами, которые при известной метеорологической структуре нижней атмосферы давали бы возможность рассчитать концентрацию и другие свойства облака в любой точке. Вполне удовлетворительной теории турбулентной диффузии еще не создано, однако существует несколько приближенных теорий. [c.274]

Здесь пространственные координаты х, у и г (источник находится в начале координат) относятся соответственно к направлениям вдоль ветра, поперек ветра и к вертикальному м —средняя скорость ветра, Су и Сг — обобщенные коэффициенты турбулентной диффузии п — параметр, числовое значение которого изменяется между О и 1 Б зависимости от устойчивости атмосферы (Сеттон принял п = /а при сильной неустойчивости, А при нейтральных условиях, 7з для умеренной инверсии и /2 Для сильной инверсии). [c.275]

Из данных табл. 4.1 видно, что на высоте 0,15 л через 10 ч возникающее пересыщение пара превышает единицу, следовательно, на этой высоте будет наблюдаться туман. Однако из опытных данных известно , что для принятых условий образование тумана должно наступить раньше и на большей высоте. Такое расхождение можно объяснить тем, что для приведенных выше рассуждений критическое пересыщение принято равным единице. В действительности оно ниже, так как в воздухе всегда содержатся активные центры конденсации. Кроме того, в расчете не учитывается турбулентная диффузия и теплопроводность, которые всегда имеют место в атмосфере и значительно увеличивают общие коэффициенты диффузии и температуропроводности. Увеличение этих коэффициентов, как это следует из уравнений (4.15) и (4.17), приводит при прочих равных условиях к увеличению значения х, причем это изменение пропорционально квадратному корню увеличения общего коэффициента диффузии и температуропроводности. [c.139]

Газообразные вещества отходящих газов под действием молекулярной и турбулентной диффузий рассеиваются в атмосфере. При образовании тумана вредные вещества находятся в каплях, которые под действием силы тяжести опускаются из верхних слоев атмосферы в приземный слой воздуха и могут долго в нем задерживаться (особенно в тихую погоду), создавая опасность для здоровья и жизни людей. Это наглядно подтверждается трагическими событиями, происшедшими в Лондоне с 5 по 9 декабря 1952 года. В этот период в Лондоне была безветренная погода и образовался густой туман, насыщенный отходящими газами домашних топок и промышленных предприятий. Заболеваемость и смертность резко повысились, в особенности среди. пожилых людей и детей. В течение недели в Лондоне умерло 2464 человека, смертность в эти дни достигла уровня, наблюдавшегося в холерную эпидемию 1866 г. ". [c.204]

Из опытных данных известно что для принятых условий образование тумана должно наступить раньше и на большей высоте. Такое расхождение можно объяснить тем, что для приведенных выше рассуждений критическое пересыщение принято равным единице. В действительности оно ниже, так как в воздухе всегда содержатся активные центры конденсации. Кроме того, при расчете не учитывается турбулентная диффузия и теплопроводность, которые всегда имеют место в атмосфере и способствуют значительному увеличению общих коэффициентов диффузии и темпера- [c.146]

В атмосфере выбрасываемые отдельные частицы или группы частиц движутся благодаря молекулярной и турбулентной диффузии, обеспечивающей одинаковое течение процесса переноса тепла, вредных газов, мелких аэрозолей, водяных паров, количества движения и т. п. [c.15]

Вопросы турбулентной диффузии и распространения примесей в атмосфере.— Труды Главной геофизической обсерватории имени А. И. Во- [c.126]

Скорость трения У. характеризует среднюю скорость турбулентных пульсаций скорости ветра, от которой зависит интенсивность турбулентной диффузии. Величина (], зависит от средней скорости ветра, степени шероховатости поверхности земли, степени устойчивости приземного слоя атмосферы. Критерий определяет роль гравитационного оседания и турбулентной диффузии в процессах распространения аэрозолей в приземном слое атмосферы. При достаточно малых значениях и, роль оседания мала, при достаточно больших — мала роль диффузии. [c.65]

Сущность ПДВ состоит в нормировании выбросов, так как при существующих методах сокращения отходов производства практически невозможно полностью избежать проникания в атмосферу вредных веществ. Вместе с тем можно уменьшить промышленные выбросы до установленного предела или ослабить их воздействие до уровней, определяемых ПДК. Для выявления связи между ПДВ и ПДК исследуют закономерности распространения примесей от их источников до зоны воздействия, обусловленной турбулентной диффузией в атмосфере. В СССР введен ГОСТ 17.2.3.02 --78 на правила установления ПДВ вредных веществ промышленными предприятиями. [c.29]

Турбулентная диффузия в свободном потоке, вдали от фазовой границы, — это процесс, посредством которого выходящие из трубы газы рассеиваются в атмосфере и во многих случаях происходит перемешивание, как в турбулентных струях. Перенос между двумя фазами через межфазную границу особенно важен для технологии вследствие того, что он реализуется в большинстве процессов разделения, скажем, при извлечении чистого продукта из смеси. Испарение жидкости из резервуара, насыщение крови кислородом, очищение атмосферы от загрязняющих ее веществ дождем, химическая реакция на поверхности катализатора или в его порах, осаждение слоя вещества при электролизе или электрофорезе, сушка дерева и удаление углерода из стали при продувке воздуха или кислорода —все это примеры массопередачи между фазами. [c.12]

Турбулентная диффузия в атмосфере рассматриваться нами не будет, несмотря на то, что она широко исследована метеорологами и имеет очень большое значение для технологии. [c.161]

При невозможности добиться предельно допустимых концентраций (ПДК) газоочисткой применяют многократное разбавлевше вредных веществ в газовых выхлопах или выброс их через высокие дымовые трубы для рассеяния примесей в верхних слоях атмосферы. Теоретическое определение концентраций примесей в нижних слоях атмосферы в зависимости от высоты трубы и других факторов связано с законами турбулентной диффузии в ат- [c.228]

Мы видели, что при обычной температуре капельки даже малолетучих веществ обладают удивительно коротким временем жизни Однако эти расчеты до некоторой степени искусственны они относятся к изолированным капелькам, тогда как пространство внутри аэрозольного облака частично насыщено паром Теоретический анализ поведения такой системы преаставляет значительные труд ности и здесь рассматриваться не будет, но ясно, что при некоторых усаовиях частицы в облаке могут жить значительно дольще чем изолированные частицы Для монодисперсного аэрозоля состоя щего из равномерно расположенных капелек, испаряющихся в замкнутом пространстве с ненасыщенным первоначально воздухом время жизни зависит от концентрации частиц, и выще некоторого порогового значения концентрации частицы должны теоретически сохраняться неопределенно долго На практике явление усложняется коагуляцией и оседанием частиц и адсорбцией паров на стенках камеры в свободной же атмосфере аэрозольное облако разрежается не только вследствие диффузии пара и частиц изнутри облака и потерь за счет испарения на его границах но главным образом, из за перемещивания с ненасыщенным воздухом, вызванного турбулентной диффузией [c.106]

Вопросы турбулентной диффузии и распространения примесей в атмосфере Сборник статей под ред М Е Берлянда Гидрометеоиздат 1963 [c.290]

Турбулентность - состояние газа или жидкости, характеризуемое турбулентным (испытывающим случайные хаотические флуктуации) движением. В атмосфере и гидросфере в результате турбулентности происходит турбулентная диффузия, обуславливающая вертикальный обмен свойств среды, намного превосходящая молекулярную диффузию. В атмосфере турбулентность наиболее сильна в слое трения. Кр ме микротурбулентности, связанной с образованием вихрей масштаба от долей миллиметра и более, атмосфера характеризуется макротурбулентностью, проявляющейся в образовании циклонов и антициклонов. В океаносфере наиболее активно турбулентность развивается на стыках течений. [c.295]

Приближенный расчет концентраций от наземных источников может быть выполнен на основании аналитических или численных решений уравнений турбулентной диффузии. Однако особенности этих решений заключаются в том, что при неблагоприятных метеорологических условиях, таких как приземная инверсия температуры и ослабление скорости ветра до нуля, концентрация примеси неограниченно возрастает на всех расстояниях от источника и, следовательно, нельзя определить предельное значение выброса, при котором приземная концентрация не будет превышать ПДК. Это происходит потому, что для описания рассеяния выбросов от наземных источников в условиях устойчивой стратификации атмосферы и малой скорости ветра нельзя использовать решение стационарного уравнения диффузии в этих условиях. Следует учитывать нестацио-нарность процесса перемешивания. Необходимо также учитывать ограниченность времени существования неблагоприятных метеорологических условий и времени действия самого источника. [c.96]

Миграция и трансформация в окружающей среде. Мигрирует в стратосферу вследствие турбулентной диффузии и претерпевает фотолитическое разложение с выделением lg, H l, СО, Og. Период полусуществования в атмосфере 10 недель. В воде трансформация идет за счет гидролиза. Период полусуществования в воде 10 недель. Происходит постоянный обмен между водной и воздушной средой Ч. У. и продуктами его деградации [78]. [c.338]

Приведенные выше формулы применимы лишь к аэрозолям е настолько мелкими частицами, что можно пренебречь потерями за счет их осаждения. При наличии крупных частиц выпадение на землю может сильно уменьшить концентрацию аэрозоля. Частицы разных размеров, выпущенные с некоторой высоты к над землей, при ламинарном ветре осели бы на землю на расстояниях Ни1о по горизонтали (где и — скорость ветра, а V — скорость оседания частицы). Таким образом, частицы с малой скоростью оседания достигли бы земли лишь очень далеко от источника. В турбулентной атмосфере частицы переносятся к поверхности земли турбулентной диффузией и осаждаются на поверхности за счет,седиментации, инерционного осаждения, диффузии и, возможно, также под действием электрического поля Земли. Взаимодействие факторов, управляющих осаждением аэрозолей из атмосферы, весьма сложно и еще недостаточно изучено. Все же полезно оценить скорость осаждения хотя бы приблизительно, предполагая, что вертикальное распределение вещества в облаке не изменяется в прО цессе осаждения и что скорость выпадения (количество вещества, выпадающего на единице площади за секунду) в любой точке вдоль пути облака выражается произведением концентрации аэрозоля у самой земли % и скорости оседания частиц V. Используя метод, примененный при оценке осаждения взвешенных в воздухе спор и для расчета радиоактивных выпадений мы можем вычислить количество вещества, выпавшего из облака от непрерывного наземного точечного источника, заменив постоянную производительность источника Q величиной Р (д ). Последняя представляет [c.279]

Вопросы турбулентной диффузии в приземном слое атмосферы. Сборник статей под ред. Д. Л. Лайхтмана и Л. Г. Качурина, Гидрометеоиздат, 1963. [c.290]

Если частицы смога коагулируют гак же, как частицы дыма, то при исходной концентрации № частиц см за 3,5 ч число частиц уменьшится примерно вдвое, а спустя 8 ч — в 20 раз. Трудно сказать, что происходит в действительности, когда в воздух Из различных источников непрерывно поступают новые аэрозольные частицы. Уайтлоу-Грей и Паттерсон считают, что число аэрозольных частиц в атмосферном воздухе определяется динамическим равновесием между скоростью поступления частиц и скоростью их уда ления за счет коагуляции, седиментации и турбулентной диффузии. Как установил Мисам среднее время жизни частиц дыма в атмосфере над Англией равно шести дням, и большое количество загрязнений в конце концов выдувается в море. [c.368]

Отметим, что величина сечения захвата определяется экспериментально путем продувания насекомых в аэродинамической трубе потоком монодисперсных аэрозолей разного размера, а величину импульса концентрации можно найти, решив иолуэмиирическое уравнение турбулентной диффузии в приземном слое атмосферы. Один из возможных вариантов, когда коэффициент турбулентной диффузии и скорость ветра постоянны по высоте, указан в работе [5]. Анализ применимости такого подхода докладывался на конференции [6]. [c.99]

В статье рассматривается процесс рассеяния аэрозольного облака, выпускаемого линейным источником в приземной слой атмосферы. Аналитическим путем получено асимптотическое решение уравнения турбулентной диффузии при степенном росте скорости всгра и линейном росте коэффициента турбулентности с высотой для случая, когда поток аэрозоля на подстилающую поверхность отличается от гравитационного. Экспериментальные данные, полученные в проведенных методом материального баланса полевых опытах, находятся в удовлетворительном соответствии с результатами расчетов при условии полного поглощения аэрозоля подстилающей поверхностью. [c.196]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология