Прикладные аспекты аварийных выбросов в атмосферу. Справочное пособие

Для получения наибольших дефектов температуры θm и наибольших высот подъема вещества разрушившегося кратковременного выброса Zm в соотношениях (3.98) и (3.99) вместо R следует брать эффективный радиус выброса при координате его разрушения R = Rg

В качестве иллюстрации полученных выше формул на графиках Рис.3.21 приводятся результаты расчетов ΔZm для разных характеристик выбросов и атмосферного воздуха.

Графики Рис. 3.22 иллюстрируют зависимость всплытия ΔZm разрушившихся клубов от их размеров на уровне Zg для сухобезразличной стратификации (у∞ = уα ). Из этих графиков видно, что приращение высотной координаты всплытия вещества клуба линейно зависит от его размера. Чем выше перегрев клуба на уровне Zq тем больше приращение ΔZm. Для условий расчета [ς = 0,2; n = 3] приращение высотной координаты для клубов реальных размеров при подрывах ТТР (R ≈ 0,5 ÷1 км) при перегревах θq ≈ 2 ÷3 град может составить несколько километров.

На графиках Рис. 3.23 показана зависимость высоты теплового всплытия вещества разрушившегося клуба от коэффициента формы для различных степеней турбулентности атмосферного воздуха, характеризующегося коэффициентом ς .

Расчеты проводились при следующих значениях параметров:

R=500 м; θg= 5 град; θm =0; у∞ =2-10-4 град/м.

Из этого рисунка следует, что чем сильнее раздроблен или «расплющен» выброс после потери им динамической индивидуальности, тем на меньшую высоту поднимается его вещество под действием сил всплытия. Увеличение коэффициента вовлечения д, как и следовало ожидать, приводит к уменьшению величины ΔZm .

На графиках рис. 3.24 - 3.26 приводятся расчеты приращений высот всплытия вещества взрывного выброса при Z > Zg для различных состояний атмосферы.

Связь классов устойчивости атмосферного воздуха с вертикальным градиентом температуры у∞  в слое 0-200 м и скоростью ветра на уровне флюгера [22,139], приведенные в таблице № 3.7, могут быть распространены на большие высоты. Эти данные использовались нами при сопоставлении класса устойчивости слоя Z > Zg и вертикального градиента температуры атмосферного воздуха в этом слое.

Рис. 3.23. Зависимость теплового всплытия вещества кратковременного разрушившегося выброса от коэффициента формы для различных коэффициентов вовлечения.

Рис. 3.24. Зависимость величины всплытия вещества разрушившегося клуба от его перегрева на высоте Zg.

Рис. 3.25. Зависимость величины всплытия вещества разрушившегося клуба от его перегрева на высоте Zg .

Рис. 3.26. Зависимость величины всплытия вещества разрушившегося взрывного клуба от его перегрева на высоте Zg.

Таблица № 3.7 Определение классов устойчивости атмосферы по вертикальному градиенту температуры в слое 2-300 м и скорости ветра на уровне флюгера (система классов Пасквилла — Фогта)