Hidrotechnica, 1989 (Anul 34, nr. 1-12)
1989-09-01 / nr. 9
Protecția mediului înconjurător CZU : 628.514 .621.565.93 Cuvinte cheie. turnuri de răcire, pană termică, pană de vapori de apă, fuzionarea penelor Modelarea penelor termice și a celor de vapori de apă emise de turnurile de răcire GHEORGHE ILIE * In lucrare este prezentată modelarea etapei convective a dispersiei căldurii și a vaporilor de apă de la un ansamblu de turnuri de răcire, finind cont de procesul de fuzionare a penelor. Modelul numeric folosește pentru descrierea dinamicii penelor, ecuațiile de conservare a fluxurilor masei, impulsului, căldurii și umidității, soluționate in ipoteza unor profile de tip treaptă ale proprietăților penelor, relații parametrizate pentru procesul de antrenare a aerului ambiant in pană (,,entrainment”) precum și criterii geometrice pentru procesul de fuzionare a penelor. 1. Introducere Turnurile de răcire constituie surse de căldură și de vapori de apă care generează procese convective și de difuzie în stratul limită planetar din vecinătatea lor. Disiparea căldurii și a umezelii în mediul ambiant se face sub forma unor pene termice și de vapori de apă, similare penelor de fum de la coșuri. Datorită excesului relativ mare de căldură și de umezeală, penele termice și cele de vapori de apă pot influența condițiile meteorologice locale, constituind cauza unor procese cum sînt : formarea de nori , condensare cu formare de precipitații, ceață, pîclă, chiciură etc. ; cuplarea cu poluanții din atmosferă și transportul acestora în pana de vapori și în produșii ulteriori ai acesteia (nori, ceață, precipitații). Dispersia penelor termice și a celor de vapori se descrie simplificat în două etape : 1. etapa convectivă a penei (deasupra turnului de răcire) în care domină procesele de transport convectiv datorate vitezei inițiale de evacuare a vaporilor și diferenței de densitate a aerului din pană (mai ușor datorită temperaturii mai ridicate de evacuare) față de mediul ambiant ; 2. etapa difuziei turbulente a penei cînd convecția este mult diminuată (parametrii penei se apropie de cei ai mediului ambiant) și dispersia se face datorită turbulenței atmosferice. Această etapă este descrisă de ecuația difuziei turboAbstract The paper presents a model for the convective stage of heat and vapours dispersion from multiple cooling towers, taking into account the merging process of the plumes. In the description of the plume dynamics, the mathematical model uses the conservation equations for mass, momentum, heat and moisture fluxes, solved on the assumption of a top-hat distribution of plume properties accros the plume, parametrical relations for the entrainment of ambient fluid into the plume, as well as geometrical criteria for the plume’s merging process. lente pentru soluționarea căreia se folosesc două variante : a. utilizarea soluției gaussiene (model gaussian) în care coeficienții de dispersie sînt calculați din relații cu coeficienți empirici obținuți prin fuxări ale datelor experimentale ; b. soluționarea spectrală a ecuației de difuzie, folosind profile verticale ale coeficienților de difuzie turbulentă și ale vîntului orizontal obținute dintr-un model al stratului limită (Lettau și Dabberdt, 1970). Lucrarea de față are ca scop modelarea etapei convective a dispersiei penelor termice și de vapori de apă emise de un ansamblu de turnuri de răcire. Modelul numeric prezentat în continuare determină distribuția de temperatură, umiditate (vapori și picături), excesul de temperatură, excesul de umiditate, viteza, lărgimea, traiectoria și lungimea vizibilă a penei. El se poate aplica pentru orice profile verticale ale temperaturii, umidității și vitezei vîntului cu condiția ca direcția vîntului să fie staționară relativ la aranjamentul turnurilor. Turnurile pot fi așezate în linie, în careu sau abator. Ipotezele care se fac în acest model sînt următoarele : 1. curgerea este complet turbulentă. Transportul molecular se poate neglija în comparație cu transportul turbulent astfel încît numărul lui Reynolds nu apare în tratare ; 2. transportul turbulent longitudinal este mic în comparație cu transportul longitudinal advectiv . Rezumat . Cercetător la Institutul de Meteorologie șii Hidrologie București. Hidrotehnica, 34 (1989), 9 427