Шрифт:
h = hm + hr
В частности, для модельных экспериментов для условий тепловых электростанций получены значения hm и hr в следующем виде [157]:
где Тг — температура отходящих газов;
Т = Тr—Те;
y — интенсивность турбулентности в горизонтальной плоскости; S = 0,05 : 0,17
— угол касательной к траектории движения факела; остальные обозначения те же, что и ранее.
Отмечается [137], что если данные по исследованию динамической составляющей подъема факела у разных авторов по характеру влияния на подъем параметров сносящего потока и движущейся в ней струи совпадает, то при изучении тепловой составляющей такое единообразие отсутствует. Оно проявляется в различиях в значениях показателей в формуле для hr, которое приводит к большим отличиям в вычисленных значениях теплового всплытия.
Такое различие вычисляемых hr объясняется
различными теоретическими предпосылками при определении этой характеристики, трудностями исследования теплового подъема на моделях в лабораторных условиях, отсутствием опытных данных по влиянию различных факторов на подъем выброса.
Что касается ограничений для применения аналитических формул, то они не пригодны в случаях сильно стратифицированной атмосферы или при сильном сдвиге ветра.
Рассмотрим теперь некоторые литературные данные по высотам подъемов кратковременных выбросов. По зарубежным литературным источникам, обобщенным в работе [151] для наземных, приземных и воздушных ядерных взрывов высота центра облака после стабилизации может быть найдена по формуле:
hц=1070 ·q0’2
где q — мощность ядерного заряда;
[q]=T; [h]=M
Модификация этой формулы относительно верхней he и нижней hH границ взрывного облака дает следующие значения:
где a = (3 + 0,131gq)– 1; e = (2,6 +0,4lgq)– 1.
Независимая обработка данных по высотам 60 ядерных взрывов привела к появлению формулы, справедливой в диапазоне q от долей тонны до 105т (с надежной статистикой лишь в диапазоне 1-100кт), определяющую высоту подъема hц в виде [151]:
hц =1600·q0,21
Для наземных подрывов взрывчатки справедливо соотношение
hц = 284·q0’22 ·В– 1/3– 0,36u · В– 1, (3.68)
где u — средняя скорость ветра в слое 0·hц.
В случае изотермий, когда
hц = 1400 q0,22 — 52 (3.69)
Эта формула неприменима при
При взрывах химических ВВ в серийных взрывах программы «Хардхет» в умеренноустойчивых условиях высота подъема облака оценивается в следующем виде [151]: hц 700 qn, (3.70)
где n — принимает значения от 0,2 до 0,25.
Для более полного описания геометрии атмосферного источника при ядерных взрывах целесообразно привести формулы геометрических характеристик подобных источников. Для диаметра облака Добл, вертикального его размера Н и диаметра «ножки» облака Дн можно пользоваться следующими оценками:
Добл. = 1600 q0’117
Н = 1430 V0’246
Дн= 1420 V0’134
Эти же значения параметров, очевидно, могут быть применены для инженерных оценок выбросов при взрывах химических ВВ и авариях взрывного характера на АЭС и других энергоемких объектов. В любом случае после взрыва формируется универсальный по форме атмосферный источник, отличающийся лишь характером поступления примесей и их составом.
В разделе книги, посвященном рассеиванию примесей из вторичных источников, приводится пример, как используя стандартные модели рассеяния, можно получить суммарное поле приземных концентраций в виде суперпозиции концентраций двух источников: облака и «ножки».
Отметим, что приведенные в этом разделе формулы пригодны только для весьма грубых инженерных оценок в соответствующих диапазонах параметров атмосферы и источника загрязнений.
Наилучшие и наиболее корректные результаты в процедуре получения высот подъема выбросов в атмосфере дает, на наш взгляд, решение полной системы дифференциальных уравнений движения выброса при задании пульсационных характеристик атмосферы.