УДК 504.3.054

МАТЕМАТИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ПРОЦЕССА РАССЕИВАНИЯ ЗАГРЯЗНЕНИЯ (УРАВНЕНИЕ НАРАСТАНИЕ ШЛЕЙФА БРИГГСА)

Голубничий Артем Александрович1, Моргачева Дарья Анатольевна2
1Хакасский государственный университет им. Н.Ф. Катанова, ассистент кафедры инженерной экологии и основ производства
2Хакасский государственный университет им. Н.Ф. Катанова, магистрант кафедры программного обеспечения вычислительной техники и автоматизированных систем

Аннотация
В статье рассматривается составная часть уравнения Гаусса – параметры высоты факела выброса. Дается описание шлейфов выбросов на основании «уравнений Бриггса».

Ключевые слова: Гауссова модель дисперсии, загрязнение воздуха, моделирования загрязнения воздуха


MATHEMATICAL FOUNDATIONS OF POLLUTION DISPERSION PROCESS (EQUATION BRIGGS PLUME RISE)

Golubnichiy Artem Aleksandrovich1, Morgacheva Darya Anatolevna2
1Katanov Khakass State University, Assistant at the Department of Engineer Ecology and Bases of Production
2Katanov Khakass State University, Student of the Department of Computing Software and Automated Systems

Abstract
The article considers an integral part of the Gauss equation - the parameters of the ejection plume height. The description of emission plumes on the basis of "Briggs equations".

Keywords: air pollution, air pollution modeling, Gaussian dispersion model


Библиографическая ссылка на статью:
Голубничий А.А., Моргачева Д.А. Математические основы процесса рассеивания загрязнения (Уравнение нарастание шлейфа Бриггса) // Современная техника и технологии. 2016. № 3 [Электронный ресурс]. URL: http://technology.snauka.ru/2016/03/9636 (дата обращения: 29.05.2017).

Уравнение Гаусса для расчета рассеивания загрязнения требует расчет параметра высоты факела выброса над уровнем земли (He). Он фактически складывается из высоты источника выброса Hs и увеличение шлейфа из-за движения воздушных масс Δh и описывается следующим уравнением:

He = Hs + Δh                                              (1)

На рисунке 1 показано графическое описание уравнения (1)

Рисунок 1 – Визуализация сдвига шлейфа при распределении Гаусса [1]

Сдвиг шлейфа начиная с конца 60-х и до начала 2000-х определялся по уравнению Бриггса (1).

Бриггс впервые опубликовал свои наблюдения шлейфа в 1965 году [2]. После чего он сравнил многие высотные модели шлейфа доступные на тот момент CONCAWE [3] и в публикации под редакцией Слэйда [4].

В 1969 году, Бриггс предложил набор шлейфов высотных уравнений, которые стали широко известны как «уравнения Бриггса» [5]. Впоследствии он модифицировал их в 1971 году и в 1972 году [6,7].

Бриггс разделил особенности распределения шлейфом в 4 категории:

  • Холодная струя шлейфа при штиле
  • Холодная струя шлейфа в ветряных условиях
  • Горячий перемешивающийся шлейф при штиле
  • Горячий перемешивающийся шлейфов в ветряных условиях

Несмотря на то, что он предложил уравнение нарастания шлейфа для каждого из вышеперечисленных примеров, важно отметить, что уравнением, наиболее часто применяемым в расчетах, является уравнение горячих перемешивающихся шлейфов в ветряных условиях. Эти уравнения связываются с типичными источниками загрязнения как дымовые трубы, при сжигании топлива на крупных электростанциях, вносящих зачастую наибольших вклад в уровень загрязнения. Скорости выхода обычно в таких условиях достигают от 6 до 30 м/с и температурой от 120 до 260 °С.

Перемешивающийся шлейф может быть рассчитан в соответствии с формулой Бриггса на основании логической диаграммы Бейчока представленной на рисунке 2.

Рисунок 2 – Логическая диаграмма использования шлейфов Бриггса [1]

где Δh повышение шлейфа, м;

F – фактор смешивания, м4с-3;

x – расстояние от факела, до точки замера по направлению ветра, м;

xf – расстояние от факела, до точки максимумы роста шлейфа;

u – скорость ветра на высоте фактического выброса м/с;

s – параметр стабильности, с-2.

Применение шлейфов Бриггса в значительной степени способствует уточнению изначальных данных и, как следствие позволяет получить более адекватные модели.


Библиографический список
  1. Beychok, M. (2005). Fundamentals of Stack Gas Dispersion, Milton R. Beychok (Newport Beach, California).
  2. Briggs, G.A. (1965). A plume rise model compared with observations. JAPCA, 15:433–438.
  3. Briggs, G.A. (1968). Concawe meeting: Discussion of the comparative consequences of different plume rise formulas. Atmospheric Environment (1967), 2, 228-232.
  4. Slade, D.H. (1968). METEOROLOGY AND ATOMIC ENERGY, 1968. Other Information: UNCL. Orig. Receipt Date: 31-DEC-68.
  5. Briggs, G.A. (1969). Plume rise. USAEC Critical Review Series.
  6. Briggs, G.A. (1971). Some recent analyses of plume rise observation. Proc. Second Internat’l. Clean Air Congress, Academic Press, New York.
  7. Briggs, G.A. (1972). Chimney plumes in neutral and stable surroundings. Atmospheric Environment (1967), 6, 507-510.


Все статьи автора «Голубничий Артем Александрович»


© Если вы обнаружили нарушение авторских или смежных прав, пожалуйста, незамедлительно сообщите нам об этом по электронной почте или через форму обратной связи.

Связь с автором (комментарии/рецензии к статье)

Оставить комментарий

Вы должны авторизоваться, чтобы оставить комментарий.

Если Вы еще не зарегистрированы на сайте, то Вам необходимо зарегистрироваться: