Определение подъема факела над устьем газоотводящих труб ТЭС

• Автор: Фадеев, Сергей Александрович
• Шифр специальности: 05.14.14
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 1984
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 161 c. : ил

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ.

ГЛАВА I. ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ПОДЪЕМА ФАКЕЛА И ПОСТАНОВКА

ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЙ

1.1. Роль подъема факела в методиках расчета загрязнения атмосферы вредными выбросами ТЭС

1.2. Анализ существующих формул расчета подъема дымового факела.

1.3. Моделирование подъема дымвого факела в аэродинамической трубе

ГЛАВА П. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ ДИНАМИЧЕСКОГО И ТЕПЛОВОГО ПОДЪЕМА ФАКЕЛА.

2.1. Экспериментальная установка. Методика проведения эксперимента. Оценка погрешности измерений

2.2. Исследование динамической составляющей подъема факела

2.3. Исследование теплового всплытия факела в чистом виде.

ГЛАВА Ш. ФИЗИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ ПОЛНОГО ПОДЪЕМА ДЫМОВОГО
ФАКЕЛА.
3.1. Экспериментальные траектории движения факела
и методика обработки опытных данных
3.2. Анализ тепловой составляющей траектории движения факела при его полном подъеме.
3.3. Формула траектории движения факела
Ее анализ
3.4. Характеристики состояния атмосферы. Выбор критерия устойчивости атмосферы
ГЛАВА 1У. РАСЧЕТ ПОДЪЕМА ДЫМОВОГО ФАКЕЛА НАД УСТЬЕМ ГАОТВОДЯЩИХ ТРУБ ТЭС ПРИ РАЗЛИЧНЫХ РЕЖИМНЫХ И МЕТЕОРОЛОГИЧЕСКИХ УСЛОВИЯХИЗ
4.1. Натурные исследования подъема дымового факела
над устьем газоотводящих труб ТЭС
4.2. Сопоставление расчетов по предлагаемой формуле
с экспериментальными данными.
ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ
ПЕРЕЧЕНЬ ПЕЧАТНЫХ РАБОТ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ


В первой главе анализируется роль подъема факела в уровне приземных концентраций примеси, приводится анализ существующих теоретических и экспериментальных разработок в области подъема факела в атмосфере, обосновывается правомерность физического моделирования процессов подъема факела в аэродинамических трубах и предлагается новый подход к его исследованию. Во второй главе приведено описание экспериментальной установки, изложена методика проведения эксперимента, дан анализ погрешностей изменений. Проведен анализ результатов моделирования динамического подъема факела и теплового всплытия в чистом виде. В третьей главе представлены результаты физического моделирования полного подъема факела, разработана соответствующая расчетная формула, дан сравнительный анализ тепловой составляющей полного подъема факела и траектории "чисто" теплового всплытия. В четвертой главе приведены результаты натурных исследований, посвященных изучению движения факела в атмосфере, дано сравнение натруных данных МЭИ и ряда зарубежных авторов по подъему факела с расчетом по предлагаемой формуле. По результатам проведенной работы разработана расчетная формула для определения подъема дымового факела над устьем газоотводящих труб с учетом различных состояний атмосферы и режима работы источника выбросов. В заключении рассмотрены основные выводы по работе. ГЛАВА I. В существующих методах расчета загрязнения воздушного бассейна выбросами из высоких газоотводящих труб принято разделять движение дымового факела на два этапа. На первом этапе происходит его подъем за счет кинетической энергии струи газа, истекающей вертикально вверх с конечной скоростью , и потенциальной энергии, обусловленной разностью плотностей уходящих газов и воздушного потока. Когда вертикальная составляющая скорости движения факела становится мала по сравнению с горизонтальной и его осевая линия принимает положение близкое к горизонтальному, считается, что подъем завершен. Второй этап характеризуется тем, что дымовые газы, являясь пассивной примесью, распространяются вместе с воздушным потоком, подчиняясь законам переноса и турбулентной диффузии. В силу сложности исследования процесса распространения дымового факела в атмосфере в единстве его составных частей, рассмотренные выше два этапа исследуются раздельно [8,II] , т. Н = Н0+ дН. Рис. В дальнейшем на основе применения той или иной модели турбулентной диффузии разрабатывается соответствующая методика расчета концентраций примеси. В настоящее время применяются несколько способов описания турбулентной диффузии сред [ -] , из которых наиболее широкое распространение получили полуэмпирическая и статическая теории турбулентности. Полуэмпирическая теория, основанная на обобщении уравнения молекулярной диффузии, приводит к решению уравнения турбулентной диффузии при различных вертикальных распределениях скорости ветра и коэффициентов турбулентного обмена. Здесь с - концентрация примеси, М - секундный выброс примеси из источника, расположенного в точке 2 = у = О, 2=Н (ось X направлена вдоль по ветру, ось Я - вертикально вверх, у - перпендикулярно плоскости ХЪ ), ко - коэффициент в выражении ку=к0и [] , к;, - горизонтальная составляющая коэффициента турбулентной диффузии. Н ). Г (1. Для большей наглядности представим выражение величины максимальной приземной концентрации ста* , полученной из условия §х ~ $у ~ 0. Из ( 1. Известно [] , что в зависимости от состояния атмосферы величина п может изменяться от 0,1 (при неустойчивости) до 0,5 (при устойчивости атмосферы), В соответствии с этим показатель степени при Н в выражении (1. Последнее свидетельствует о том, что среди имещихся в формуле (1. Cfftaz оказывает эффективная высота источника выброса. Статистическая Гауссова модель распределения примеси трактует атмосферную диффузию как турбулентность в переменных Лагранжа. Основываясь прежде всего на результатах наблюдений диффузии примеси от точечного источника в случае однородной стационарной турбулентности, авторы упомянутой модели [,] предложили описывать диффузию нормальным законом распределения. I.? Из ( 1. С от эффективной высоты источника подобен (1. Гг ( 1. Н2. Тогда, используя ( 1. Н.Л. Бызовой в институте экспериментальной метеорологии (ИЭМ). Она представляет собой комбинацию рассмотренных выше моделей, т. V эс / <1.