книги из ГПНТБ / Бызова, Н. Л. Рассеяние примеси в пограничном слое атмосферы
.pdfизмерять ординаты оси мгновенной струи уо(х) и получать зна
чения |
относительной |
дисперсии |
°\{х) |
с помощью гипотезы нор |
||||||||
мального распределения примеси |
в струе |
и гипотезы |
«.непрозрач |
|||||||||
ности |
сквозь дым» |
(Роберте, |
1923). Величина |
°\{х) |
выража |
|||||||
ется через полуширину струи |
а=у—у0 |
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
а 2 |
{х) |
|
|
|
|
|
(4.1) |
|
|
|
1 + 21п [а0 /а (x)Y— 2ln [а (х)а {х)\ |
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|||||||
где у — ордината видимого края |
мгновенной струи, а0 |
— макси |
||||||||||
мальная полуширина |
струи. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
В |
качестве |
источника дыма |
использовались |
дымовые |
шашки |
||||||
и аэрозольный |
генератор. Фотографирование производилось с ин |
|||||||||||
тервалом в 15 с. Одновременно |
с опытами |
проводилась |
регистра |
|||||||||
ция |
скорости, направления ветра |
и температуры, |
а также |
пульса |
||||||||
ций |
продольной |
составляющей |
скорости |
ветра |
на |
|
нескольких |
|||||
уровнях высотной мачты. |
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
В |
табл. 4.3 |
представлены |
данные |
об |
условиях |
опытов (все |
|||||
опыты |
проведены в |
слое приземной инверсии или выше |
его), а |
|||||||||
также данные, характеризующие степень однородности слоя —
разности скоростей |
на уровнях Г21 и 73 м. Изменение направле |
|||
ния ветра в этом слое не превышало 8—10°. |
|
|||
| |
|
|
|
Таблица 4.3 |
Метеорологические |
условия опытов с |
дымами |
(Гаргер, 1970) |
|
|
и |
|
/ |
AW* |
опыта |
м/с |
град |
X |
м/с |
|
|
|||
1 |
3,0 |
- 0 , 6 |
0,100 |
1,2 |
2 |
1,7 |
- 0 , 4 |
— |
0,0 |
3 |
4,6 |
0,4 |
0,187 |
0,6 |
4 |
4,0 |
- 0 , 5 |
0,087 |
0,4 |
5 |
2,6 |
- 0 , 3 |
0,130 |
0,2 |
6 |
7,0 |
1.8 |
0,058 |
2,3 |
7 |
5,6 |
1,4 |
0,091 |
2,0 |
8 |
3,2 |
- 0 , 4 |
— |
0,2 |
9 |
5,1 |
0,0 |
0,107 |
1,2 |
10 |
5,3 |
- 0 , 2 |
0,141 |
1.2 |
11 |
5,3 |
- 0 , 2 |
0,050 |
0,3 |
12 |
6,8 |
0,0 |
0,064 |
0,9 |
13 |
4.3 |
3,4 |
0,163 |
1,9 |
14 |
3,5 |
0,3 |
0,054 |
0,5 |
15 |
1,0 |
- 0 , 3 |
0,080 |
0,2 |
16 |
4,9 |
0,3 |
0,112 |
0,5 |
*Разность температур на уровнях 121 <и 73 м.
**Разность скоростей на тех же уровнях.
Распределения ординат мгновенной оси в квазистационарных случаях, а также в случаях со стационарным приращением пос ле -введения соответствующих поправок оказались близкими к нормальному. На рис. 4.1 показаны эмпирические значения оо в зависимости от времени по данным одного из опытов. Здесь видно три участка: на первом сто растет пропорционально & в степени
близкой |
|
к единице |
(см. (11.48)); |
с момента времени |
порядка |
||
200 с |
наблюдается |
замедление |
роста, |
и, наконец, на |
третьем |
||
участке |
оо |
ведет себя |
неопределенно, как |
будто |
колеблясь отно |
||
сительно |
некоторого |
постоянного |
значения. На |
нервом |
участке |
||
°\ |
|
(по меньшей мере на порядок). Такая картина |
в сред |
||||
нем характерна для всех опытов. |
|
|
|
|
|||
101 |
|
Wz |
|
|
|
103 |
tc |
|
|
Рис. 4.1. Зависимость |
оо от времени t по результатам одного из |
|
|||||||
|
опытов |
|
|
|
|
|
|
|
|
•Пример |
изменения о\ |
от t |
во |
время |
опытов |
№ |
4 |
и № |
10 |
приведен на |
рис. 4.2. |
|
о|(х) |
|
|
|
|
|
|
Во всех |
случаях .величина |
на |
начальном |
участке |
из |
||||
меняется пропорционально |
времени |
в степени. 2, |
потом |
показа |
|||||
тель степени растет, а далее снова уменьшается; на участке мак симального наклона этот показатель в разных опытах составлял от 2,5 до ЗД.
Наличие значительного по времени участка, где выполняется квадратичный режим, можно объяснить влиянием начальных ус ловий — тела •высотной мачты и .перегрева струй дыма на выхо де из источника. Эффективный начальный размер струй был в связи с этими причинами существенно больше, чем геометриче
ские размеры выходных устройств источников дыма. |
Б среднем |
кубический режим начинался на расстоянии '500 м от |
источника |
и кончался на расстоянии 2500 м. |
|
|
i n |
'2 U I i I I l| |
I |
I i i i i I 11 |
I |
I I i I I i 11 |
/°
X
/о
о
or..
x, о * /
°/
*/x'
4о*/
7
/ о °/
о 7 х 2
' |
' M i l l |
J |
' ' |
M i l l ! |
' I I |
I I |
1 1 1 1 |
J |
tc |
||
|
|
to1 |
|
|
|
|
|
|
70 |
|
|
Рис. 4.2. |
Зависимость |
o\ |
от |
времени |
< |
по |
|
результа |
|||
там |
опытов. Ш 4 |
(1) |
и № 10 (2) (слева |
наверху - |
|||||||
наклон, |
соответствующий |
квадратичному |
и кубическо |
||||||||
|
|
|
|
му |
.режимам) |
|
|
|
|
||
Размеры струи внутри кубического режима |
позволили |
полу |
|||||||||
чить |
значения диссипации |
турбулентной энергии с помощью |
вы- |
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Таблица |
4.4 |
|
Сравнение турбулентных |
характеристик, |
полученных |
по |
фотографиям |
дыма |
||||||
|
|
|
|
и в фиксированной |
точке |
|
|
|
|
||
№ |
|
Е |
сма |
/сэ |
|
|
V < v\ > |
|
У<«1> |
А |
|
опыта |
|
Л |
|
|
|
||||||
|
|
|
"э |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
сма /с' |
|
|
|
|
м/с |
|
м/с |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
1 |
|
0,65 |
1,0 |
0,65 |
. |
0.18 |
|
0,30 |
0,60 |
||
2 |
|
0,21 |
20,0 |
—. |
|
0,11 |
|
— |
— |
||
3 |
|
13,0 |
0,65 |
|
0,66 |
|
0,86 |
0,76 |
|||
4 |
|
2,2 |
4,0 |
0,55 |
|
0,24 |
|
0,35 |
0,68 |
||
5 |
|
0,4 |
0,5 |
0.S0 |
|
0,23 |
|
0,34 |
0,6S |
||
6 |
|
4,8 |
5,8 |
0.S3 |
|
0,36 |
|
0,41 |
0,87 |
||
7 |
|
3,3 |
5,6 |
0,59 |
|
0,31 |
|
0,51 |
0,61 |
||
8 |
|
1,8 |
.— |
— |
|
0,25 |
|
— |
— |
||
9 |
|
1,3 |
2,1 |
0,62 |
|
0,23 |
|
0,55 |
0,42 |
||
10 |
|
3,4 |
4,0 |
0,85 |
|
0,58 |
|
0,75 |
0,77 |
||
11 |
|
0,26 |
0,43 |
0,60 |
|
0,14 |
|
0,16 |
0,88 |
||
12 |
|
1,9* |
1,3 |
— |
|
0,33 |
|
0,43 |
0,77 |
||
13 |
|
4,4 |
6,6 |
0,67 |
|
0,29 |
|
0,70 |
0,42 |
||
14 |
|
0,19 |
0,20 |
— |
|
0,13 |
|
0,19 |
0,6S |
||
15 |
|
0,02 |
0,02 |
1,0 |
|
0,06 |
|
0,08 |
0,75 |
||
16 |
|
3,9* |
3,9 |
|
|
0,45 |
|
0,55 |
0,82 |
||
Среднее. |
|
|
|
0 , 7 1 ± 0 , 1 3 |
|
|
0,69 + |
0,14 |
|||
* |
Получено по квадратичному режиму. |
|
|
|
|
|
|||||
ражения |
(1.32). |
Одновременные |
измерения |
пульсаций продоль |
|||||||
ной компоненты скорости ветра с помощью аппаратуры мачты послужили для расчета этой же величины по продольной струк турной функции, а также энергии пульсаций по. измерениям в фиксированной, точке. В табл. 4.4 сопоставляются результаты не зависимых измерений этих величин, приведены также значения
коэффициента анизотропии |
|
|
А = < 4 > |
1/2 |
(4.2) |
|
В табл. 4.4 приведено также соответствие между независимыми
результатами |
измерения |
диссипации |
энергии е. |
Соотношение |
||||
между |
этой |
|
величиной, |
полученной |
по |
измерениям |
дымовых |
|
струй |
(е л ), |
и |
пульсаций |
скорости в |
фиксированной |
точке ( р э ), |
||
позволяет |
получить экспериментальное |
соотношение |
между |
|||||
константами инерционного интервала в переменных Лагранжа и
Эйлера |
|
С3 '2 = 3,2 С,; |
(4.3) |
это соотношение имеет тот же порядок, что и полученное теоре тически (1.86) Ивановым и Стратоновичем (1963).
Оценка лагранжева |
временного масштаба проводилась разны |
ми способами. Значения |
е л и < и ^ > позволили рассчитать ве- |
8-1294 |
113 |
личину Тол 'П-о формуле (1.35). Величина т о э получена по той же |
||||
формуле, |
но значения входящих |
в нее величин |
получены |
по из |
меренным |
в фиксированной точке |
еэ и - < " v > |
(с использова |
|
нием коэффициента анизотропии |
0,7; Ламли, Пановский, |
1964). |
||
Значение |
.времени диффузии т„, которому соответствовало |
откло |
||
нение размеров дымовых струй от кубического режима с точно
стью до 20%, позволило |
оценить внешнюю границу инерционно |
|||||
го |
интервала в переменных Лагранжа. |
Наконец, в качестве оцен |
||||
ки |
лагранжева |
временного |
масштаба |
использовалось |
время т', |
|
при |
котором |
о| и |
совпадают с точностью в 20%. |
В среднем |
||
по этим данным оказалось- |
|
|
|
|||
|
|
^ о э ^ ^ о л ; |
-,, = |
0,8хо л ; х ' ^ 0 , 9 х о л . |
(4.4) |
|
Для определения расчетных соотношений между этими вели чинами воспользуемся моделью одноточечной и двухточечной кор реляционных функций скоростей в лагранжевых координатах (1.33) и (1.-36), которая приводит к соотношениям
xL = 4 0 = |
< v |
С,е - |
т„ = |
0,3т0 ; |
|
т' = |
3,3х0 . |
|
|
(4.5) |
|||||
|
|
|
2 > |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Большое различие между ти |
и т', как нетрудно показать, |
связано |
|||||||||||||
с тем, что (1.33) |
завышает |
значения |
|
корреляционной |
функции |
||||||||||
скоростей при больших т. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
•В качестве другого |
предела |
(Вызова |
и др., 1970), полностью |
||||||||||||
обрезающего |
эти |
|
значения, |
можно |
воспользоваться |
линейной |
|||||||||
частью выражения |
|
(1.33), |
считая, |
что RL{T)=0 |
при т > % |
Соот |
|||||||||
ветствующий |
аналог функции |
(1.36) имеет вид |
|
|
|
||||||||||
|
|
|
f |
C l |
при |
|
С , < 1 / 2 , |
С 2 > 0 , |
|
|
(4.6) |
||||
D'>(t',t") = l |
2С2 |
при |
|
d > |
|
1/2, С 2 > 0 , |
|
|
|||||||
при |
|
С 1 > 1 / 2 , |
С 2 < 0 , |
|
|
|
|||||||||
|
|
|
I |
О |
|
|
|
|
|
||||||
где |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
t" |
|
t' |
|
|
|
|
||
|
С1 = =*'/т0 ; |
C 2 = l |
|
+ |
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
— . |
|
|
|
||||||||
Использовав эти соотношения, легко получить |
|
|
|
|
|||||||||||
|
Ъ = |
|
|
^ ° . 9 V |
х ' = 1,2т0. |
|
|
(4.7) |
|||||||
Экспериментальные |
|
данные |
(4.4) |
ближе |
к |
(4.7), |
чем к |
(4.5). |
|||||||
Описанная |
в этом |
разделе серия опытов |
дает |
представление |
|||||||||||
о пределах применимости рабочих моделей |
диффузии, |
основан |
|||||||||||||
ных на методах Лагранжа, и о типичных |
значениях характерис |
||||||||||||||
тик диффузии в нижнем слое атмосферы. |
|
|
|
|
|
||||||||||
4.1.3. Опыты |
с |
оседающими |
примесями |
|
|
||||||||||
Известные |
из литературы |
серии опытов |
по распространению |
||||||||||||
в атмосфере |
оседающих |
частиц |
перечислены |
в табл. 4.5. Учиты- |
|||||||||||
114
|
|
|
|
|
Сводная таблица опытов по диффузии тяжелых частиц |
(М — число опытов) |
|
Таблица 4.5 |
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||
Автор, |
литературный |
м |
Характер источника, |
Размеры частиц; |
Способ улавливания |
Устройство для метеороло |
|||||||||||
источник, год |
|||||||||||||||||
|
|
его высота, м |
н>/с; вещество |
|
|
гических измерений |
|||||||||||
Хэйдж |
(1961); США |
6 |
Точечный; 15 |
|
100 мкм; 0,52. Стеклян |
Липкие |
стекла |
Метеорологическая |
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
ные сферы |
|
|
|
мачта |
18 м |
|
||
Уокер |
|
(1965); США |
6 |
Точечный; 7,4 и 15 |
50 мкм; 0,17 то же |
• То же |
|
То же |
|
||||||||
Стюарт |
(1968); США |
13 |
Точечный; 18,6; 30,5 и |
50; |
100; 200 мкм |
Липкие |
ленты |
Метеорологические |
|||||||||
1964—1965 |
|
|
|
92,4 |
|
|
0,17; |
0,52; |
1,48. |
|
|
мачты |
92 м и |
18 м |
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Стеклянные |
сферы |
|
|
|
|
|
||
Петрова, |
Мирошкина 14 |
Самолетный |
«точеч |
200—500 мкм; 1—2, 65. |
Липкие |
планшеты |
Стандартные |
аэрологи |
|||||||||
(1967), |
1956—1957 |
(44) |
ный»; 500—2000 |
Песок |
|
|
|
|
ческие |
измерения |
|||||||
Петрова, |
Мирошкина 29 |
Самолетный |
«точеч |
10—200 мкм; |
То же |
|
То же |
|
|||||||||
(1967) |
|
|
|
|
|
ный»; |
150—5000 |
0,07—0,74 |
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Полнметилметакрилат, |
|
|
|
|
|
|||
Александрова, |
Вызова, 78 |
Точечный; 25—300 |
сферы |
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
10—100 мкм; 0,005—0,3. |
- |
|
Метеорологические |
||||||||||||||
Осипов*, |
1959—1964 |
|
|
|
|
Полнметилметакрилат |
|
|
мачты 300 и 8 м |
||||||||
Осипов,** |
1965—1968 |
60 |
Точечный; 25—217 |
То же |
|
|
|
То |
же |
|
|||||||
Дунский и др. (1966), 12 |
Самолетный |
линейный; |
15—250 мкм; 0,01—1. |
Стеклянные плас |
' Аэростат и шары-пи |
||||||||||||
1960—1961 |
|
|
|
100—600 |
|
Жидкие капли, воднотины |
|
лоты |
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
глицериновые |
смеси |
|
|
|
|
|
||
Осипов, |
Шаповалова. 6 |
Точечный; 25—50 |
16—20 мкм; 0,014 |
Липкие |
стекла |
Метеорологические |
|||||||||||
Осипов |
|
и |
др. |
(1970), |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
мачты |
300 и 8 м |
||
1967—1968 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
* |
Опыты |
описаны |
в [работах |
(Александрова |
и др., 1963; |
Вызова, Осипов, 1965; |
Вызова и |
Др., 1965). |
|
||||||||
** |
Опыты описаны |
в ра1боте (Вызова, |
Осипов, 1970). |
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
вая |
разнообразие условий (размеров частиц, характера |
и высо |
ты источника, особенностей местности) и в ряде случаев |
непол |
|
ноту |
измерения метеорологических параметров, следует |
считать, |
что таких работ .проведено сравнительно немного.
Большое число опытов было проделано с использованием вы сотной метеорологической мачты Института экспериментальной метеорологии. Первые серии опытов (1959—1964 гг.) позволили с помощью подбора определить связь параметров диффузии с ха рактеристиками стратификации для высоты источника от 25 до 300 м. Принятая схема расчета оказалась пригодной с некото рыми поправками во всем диапазоне высот. Методика и резуль таты описаны в следующем разделе.
Дадим теперь краткое описание остальных серий. В первых сериях опытов Г. М. Петровой и А. Н. Мирошкнной (1967) мате риалом служил песок, в дальнейших использовались сферические частицы пластмассы (полиметилметакрилата). Наборы частиц песка неоднородны по размерам, но при анализе проб, взятых на уровне земли на липкие планшеты, обсчет велся для отдельных, более узких фракций в пределах 50 мкм. Таким образом, при ус ловии, что частицы вели себя независимо, можно было считать, что каждый опыт представлял собой совмещение нескольких опы тов с частицами разной крупности. Порошки пластмассы также неоднородны и совпадают с теми, которые были использованы позднее в ИЭМе.
Площадь полигонов для сбора проб составляла 15 кмХ15 км в серии опытов с песком и 50 кмХ75 км и 100X100 км2 — с бо лее легкими частицами. Опыты с песком проводились в Узбек
ской |
ССР на |
ровной |
местности, |
покрытой |
невысокой |
травой и |
|||||
частично пашней. Полигоны |
для |
опытов |
с частицами |
пластмассы |
|||||||
были |
выбраны на территории Калужской и Московской |
областей |
|||||||||
и на |
юге |
Днепропетровской |
области. Первый полигон |
располо |
|||||||
жен |
на равнинной, слегка |
пересеченной |
долинами рек |
местности |
|||||||
с лесными |
массивами |
и |
полями; |
почти |
вся |
территория второго |
|||||
полигона представляет |
собой сельскохозяйственный |
|
район. Во |
||||||||
всех |
случаях |
пункты |
для сбора |
проб |
выбирались |
в |
открытой |
||||
местности. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Выброс частиц в атмосферу осуществлялся с самолета с по мощью специальных устройств, по возможности в самое короткое время, с тем, чтобы его можно было приближенно считать мгно венным и точечным; реально выброс продолжался 1—2 с, при этом облако в начальный момент имело некоторые начальные размеры, которые, однако, были малыми по сравнению с разме рами обнаруживаемых на земле пятен и в расчет при анализе не принимались. В работе Петровой и Мирошкнной (1967) пред ставлены эмпирические зависимости, полученные на основании результатов опытов, и оценки коэффициентов диффузии.
Опыты Дунского (Дунсюий и др., |
1966) |
с линейным |
самолет |
||
ным источником проводились |
летом |
в |
довольно сложных метео |
||
рологических условиях — при |
переходе |
от |
дневного |
неустойчи- |
|
116
вого состояния к вечерней приземной инверсии и при обратном переходе утром. Местность представляла собой ровный массив
целины |
с однородным |
развитым, |
но не густым естественным |
рас |
тительным покровом |
(средняя |
высота растений 20—30 |
см, |
|
£0 = 3,2 |
см). В атмосферу распылялась жидкость (водно-глицери |
|||
новая смесь), в результате чего получался аэрозоль с размерами частиц от 15 до 250 мкм. Пробы отбирались на уровне земли до расстояний 10 км в плоские лотки и на стеклянные пластины. На пробах флюоресцентным методом определялось общее коли
чество осевшего вещества и проводился микроскопический |
под |
||||||
счет числа |
капель |
с распределением |
их |
по |
фракциям в 15— |
||
40 мкм. Таким образом, так же, как в опытах Петровой |
с частич |
||||||
ками песка, |
каждый |
опыт представлял |
собой |
совмещение |
не |
||
скольких опытов. |
|
|
|
|
|
|
|
Угол между средним направлением |
ветра .и линией |
распыле |
|||||
ния был близок к 90° почти во всех случаях, так что (источник можно было считать линейным и нормальным к вектору ветра. Анализ результатов на основе полуэмпиричес'кого уравнения диф фузии проводился Дунским и др. (1968).
|
Опыты с-тяжелыми частичками, проведенные в США, описа |
||
ны |
Стюартом (1968) *. Стеклянные |
сферы |
размером от 50 до |
200 |
М'Км выпускались из .источников |
высотой |
от 7 до 92 м. Для |
каждого отдельного опыта распределения частичек по размерам имели очень небольшую дисперсию, так что примесь можно было считать практически однородной. Время действия источника в разных опытах составляло от 4 до '43 мин. Для отбора проб при менялись липкие стекла и липкие ленты, расположенные вдоль дуг на разных расстояниях от источника на уровне земли. Обо рудование для метеорологических измерений было установлено, на нескольких уровнях расположенной вблизи метеорологической
мачты (высотой 18 м для двух серий и 92 |
м для третьей). Во |
|
всех случаях, кроме скорости ветра и температурных |
градиентов, |
|
измерялись вертикальные и поперечные |
пульсации |
скорости |
ветра. |
|
|
Анализ результатов на основе статистической и полуэмпири ческой моделей диффузии .приведен в упомянутой работе Стюар та, сравнение с результатами других опытов с тяжелыми час тичками проводилось Бызовой (1970).
4.2.Опыты с оседающими примесями, проведенные в ИЭМе
4.2.1.Методика опытов
Методика опытов по распространению оседающей примеси в нижнем 300-метровом слое атмосферы описана в работах Алек сандровой (1963а, 19636). В атмосферу распылялись частицы полиметилметакрилатного порошка, окрашенные флюоресцирующи ми красителями. Частицы имеют правильную сферическую форму
* В этой работе описаны также опыты Хэйджа (.1961) и Уокера (1968).
Таблица 4.6
Распределение частиц по размерам (% числитель) и среднеквадратичные
|
отклонения |
(знаменатель) |
типичных |
составов порошка |
|
|||||
|
|
|
Размер частиц, |
мкм |
|
|
|
|
||
состава |
0-45 |
15-30 |
30-45 |
45-60 |
60-75 |
75-90 |
90-105 |
105-120 л п о - 1 0 |
||
1 |
55,1 |
27,0 |
14,6 |
2,3 |
|
|
0,2 |
0 |
0 |
10,6 |
7,7 |
5,4 |
3,1 |
2,3 |
|
|
|
|
|
2,5 |
|
|
|
|
|
|
|
|||||
1а |
32,9 |
25,5 |
29,5 |
8,6 |
2,7 |
1,0 |
0,2 |
0 |
4,4 |
|
7,2 |
5,8 |
6,1 |
5,9 |
3,6 |
|
|
|
1,4 |
||
|
|
|
|
|||||||
2 |
3,1 |
6,6 |
16,6 |
51,5 |
15,8 |
1,2 |
0,2 |
0 |
1,15 |
|
4,8 |
3,5 |
6,4 |
11,0 |
8,4 |
|
|
|
0,17 |
||
|
|
|
|
|||||||
о |
7,8 |
4,6 |
6,7 |
15,3 |
50,8 |
14,3 |
0,5 |
0 |
0,67 |
|
о |
9,0 |
2,2 |
4,5 |
10 |
14 |
|
9,2 |
|
|
0,09 |
|
|
|
|
|||||||
Л |
5,2 |
3,1 |
5,4 |
7,1 |
17.S |
42,5 |
18,2 |
0,7 |
0,34 |
|
ч |
3,7 |
1,9 |
2,5 |
3,0 |
7,4 |
11,3 |
13,6 |
1,8 |
0,078 |
|
П р и м е ч а н и е . N — число частиц в 1 кг.
и гладкую поверхность. Состав (по числу частиц) типичных исполь зованных фракций, выделенных из исходного с помощью сит, пред ставлен в табл. 4.6, где дано также среднее количество частиц в 1 кг состава. Каждый порошок перед использованием в опытах проверялся на фракционный состав путем микроскопического ана лиза небольших проб. 'Порошки окрашивались различными люминисцирующими красителями, что позволяло проводить одно
временно несколько опытов, |
изменяя при этом один из парамет |
ров — высоту источника, |
время его действия или крупность |
частиц. |
|
Скорость гравитационного оседания частиц определялась по формуле Стокса, а для наиболее крупных частиц — с учетом со ответствующей поправки. Значения параметров частиц каждой
|
|
|
|
|
|
|
Таблица 4.7 |
|
|
|
|
Параметры |
частиц |
порошка |
|
|
|
|
|
|
|
Размер |
частиц, мкм |
|
|
|
|
|
0-15 |
15-30 |
30-45 |
45-60 |
60-75 |
75-90 |
90-100 |
а с р мкм |
10 |
22,5 |
37,5 |
52,5 |
67,5 |
82,5 |
95,5 |
|
w |
м/с |
0,004 |
0,018 |
0,048 |
0,092 |
0,150 |
0,227 |
0,315 |
N |
10-ю |
84,9-69,8 |
11,15 |
2,96 |
1,118 |
0,532 |
0,291 |
0,177 |
фракции (в пределах 15 мкм) |
представлены |
в табл. |
4.7 (здесь |
|
аср — средний |
диаметр частиц |
данной фракции, w — скорость |
||
гравитационного |
оседания при температуре |
воздуха |
20°, N — |
|
среднее число частиц в 1 кг порошка).
Распыление производилось с помощью специальных устройств, каждое из которых состояло из бункера, воздуходувки, рабочей трубы и регулятора скорости подачи порошка. Распылитель ус танавливался на одном из балконов высотной мачты на высоте от
Рис. |
4.3. |
Схема |
пробоотборного полигона: |
|
||
/ — долины небольших речек, |
2 — линии |
раскладки |
планшет, 3 — |
|
||
граница |
леса, 4 — ближний |
полигон |
|
|
||
25 до 300 м, причем рабочая |
труба направлялась по возможности |
|||||
нормально к среднему направлению ветра с |
тем, чтобы выбро |
|||||
шенная через нее примесь |
не попадала |
в аэродинамический |
след |
|||
мачты. |
|
|
|
|
|
|
Схема пробоотборного |
полигона, |
который |
использовался |
при |
||
•большой высоте источника (до 300 м), показана на рис. 4.3.
Максимальные |
расстояния пробоотборных |
линий |
до |
основания |
||
источника составляют |
15—20 км. Выбор направления |
и |
располо |
|||
жения пробоотборных |
линий связан с расположением дорог, ма |
|||||
гистралей, просек, линий электропередач и отдельных |
ориенти |
|||||
ров. Характер |
подстилающей поверхности |
типичен |
для |
средне- |
||
1 т а