19 апреля 2010

Радиационная опасность загрязнения воздушных масс

Аннотация: В данной работе численными методами рассматривается стационарная задача перемещения загрязненного влажного воздуха и опасность выпадения радиоактивного конденсата на поверхность земли. Обнаружено три основных различных режима тепло - массопереноса. Режимы переноса согласуются с природными наблюдениями. Уравнения задачи тепло - массопереноса, начальные и граничные условия подобны относительно преобразования специального вида.

Ключевые слова: уравнения тепло - массопереноса, поток массы пара, турбулентные коэффициенты обмена, поле линий тока.

Введение.

Из натурных наблюдений известно, что летним вечером на поверхности озера, температура которого выше температуры окружающего воздуха, интенсивно образуется пар. Пар движется в тонком горизонтальном плоском слое воздуха высотой zmax, не касаясь земли, плывет как бы “над головой”. При значительном потоке массы пар образует от земли сплошную стену как, например, движется фронт тумана летом в прибрежной зоне Петропавловска - Камчатского. Пар, образованный в местах захоронений радиоактивных отходов, рек, болот, водных каналов, может переносить радиоактивные вещества или захватывать их из окружающего воздуха в процессе движения. Радиоактивные и другие экологические загрязнения местности зависят от атмосферных условий (скорости ветра, влажности, выпадения осадков, распределения температуры и т.д.)[8]. Целью данной работы является описание тепло – массопереноса и образование загрязненного влажного воздуха от рек, озер, болот, водных каналов. Для простоты будем считать водный канал прямолинейным шириной 2*xmin (-xmin ≤ x ≤ xmin ). Начало декартовой системы координат выберем в центре канала на водной поверхности. Ось z направим вертикально вверх, ось x горизонтально. Пар образуется у поверхности с потоком массы I0 с 1 погонного метра канала. Вертикальный поток массы пара I2 (z) уменьшается с высотой: I2 (0)=I0 , I2 ( zmax ) = 0. Пар движется симметрично через две береговые границы. Симметрия задачи позволяет рассмотреть движение воздуха в области (xmin  ≤  x  ≤ xmax). На береговых границах канала формируется горизонтальный поток массы I1 (z) : I1 (0) = 0, I1 ( zmax ) = I0. В данной модели весь пар пересекает береговые границы канала на высотах: 0 ≤ z ≤ zmax . Над поверхностью канала плотность пара, вертикальная компонента скорости и температура воздуха зависят только от высоты.

Эффективное решение задачи тепло – массопереноса пара в частных производных возможно при использовании подпрограммы PDE_1D_MG библиотеки IMSL 90 MP (О. В. Бартеньев) [1].

Данную работу можно скачать по ссылке.

Для просмотра работы понадобится программа Adobe Acrobat Reader версии 7 и выше.