chap 7 modelli di dispersione Flashcards
Classificazione modelli di dispersione in base a
densità del gas: leggeri se rho/rhoair < 0.9 ; pesanti se rho/rhoair>1.1
durata rilascio: istantaneo (<10min) –> nube puff; continuo (>10 min) –> nube plume
velocità del rilascio: alta per rilasci a getto; bassa per rilasci da pozza
dimensioni sorgente: puntiforme, dimensioni finite
altezza rilascio: al suolo o in quota
cenni meteorologia
Dispersione passiva influenzata da VENTO e TURBOLENZA ATMOSFERICA.
strato limite planetario (300-500m): il vento risente della superficie terrestre e la sua velocità varia con legge esponenziale u(z2)/u(z1)=(z2/z1)^alfa con alfa=f(z0, turbolenza atmosferica)
Rosa del vento: diagramma polare che indica la distriuzione del vento in una data località durante l’anno. caratterizzata da 4-32 direzioni. Al centro c’è la calma di vento (u_w<1m/s)
turbolenza atmosferica: quanto varia la temperatura atmosferica all’aumentare della quota (tau<0 temp decrescente con la quota, tau=0 temp cost, tau>0 temp crescente con la quota che corrisponde all’INVERSIONE TERMICA ovvero alla situazione di massima stabilità in cui i moti verticali sono assolutamente sfavoriti per cui non c’è dispersione.
Espansione adiabatica isoentropica di un volumetto d’aria verso l’alto:
dH=VdP+TdS cpdTvol=VdP
GRADIENTE ADIABATICO = dTvol/dz=-g/cp= -1*10^(-2) K/m
+ grafici andamento quota e temperatura
Classificazione aria atmosferica: Paquill in teoria funzione del gradiente, in realtà funzione della velocità del vento, dell’insolazione, del cielo coperto e se giorno o notte.
Modello di dispersione gaussiano per gas neutri:
ipotesi + condizione rilascio continuo o istantaneo
vale per gas neutri quindi con rho circa rho air.
hp: terreno piano, no inclinazione, condizioni meteo costanti, u_w=1 m/s, no zone di inversione termica, rugosità suolo uniforme, sorgente puntiforme
Se vale il modello continuo o istantaneo dipende dalla POSIZIONE DEL FRONTE DEL PLUME AL TERMI DEL RILASCIO (infatti velocità * tempo = lunghezza)
Rilascio continuo: x<1.8u_wt_ril nube plume
Rilascio istantaneo: x>18u_10t_ril nube puff
Modello di dispersione gaussiano per rilascio CONTINUO per gas neutri:
equazione teorica
l’equazione teorica deriva dal BIL DI MATERIA sul componente di concentrazione c in un volume infinitesimo in cui al posto dei coefficienti di diffusione ci sono i coefficienti di dispersione, che sono di derivazione SPERIMENTALE in quanto il bilancio teorico non corrispondeva alla pratica.
c(x,y,z)=portata massica che alimenta la nube / (2pigr veloctià vento * sigma y * sigma z) * exp(-y^2/2sigmay^2) * (exp(-(z-H)^2/2sigma_z^2)+exp(-(z+H)^2/2 sigma_z^2) )
sigma y e z funzioni di distanza sottovento, classe di Pasquill, tempo di campionamento, rugosità superficiale
sigma y e z si ricavano dai DIAGRAMMI DI TURNER oppure dalle FORMULE MONOMIE, che sono in funzione della distanza sottovento e della classe di Pasquill.
F.monomie: sigma_y=ax^b sigma_z=cx^d con a,b,c,d f variabili con x e classse pasq
Determinazione delle isoplete
siccome il modello per gas neutri si basa su un modello gaussiano, la curva di concentrazione non raggiunge mai nè il valore 0 nè massimo. Per questo è necessario dare un valore di distanza in cui la concentrazione si annulla e un valore di “origine” in cui la concentrazione è pari alla rho_gas considerato.
La isopleta a un valore costante di c=c* in x e y
Massa in zona di esplosività
massa con concentrazione compresa fra LEL e UEL = integrale fra LEL e UEL della c(x,y,z)*dV
All’incirca m_exp=portata massica^1.6
Modello di dispersione gaussiano per rilascio ISTANTANEO per gas neutri:
Questa volta la concentrazione è funzione anche del tempo e della coordinata del baricentro della nube puff.
c(x,y,z,t)= massa / (2pig)^1.5sig_xsig_ysig_Z * exp(…)exp(..)[exp()+exp()]
x_c=velocità vento * t
sigma_x=ax_c^b
sigma_y=cx_c^d
sigma_z=e*x_c^f
Modelli di dispersione dei gas pesanti
I gas pesanti sono tipicamente rilasci a bassa temperatura, che dunque tenodono a vaporizzare se rimangono goccioline di liquido trascinato.
Il modello gaussiano non funziona perchè un gas pesante ha un comportamento diverso essendo non solo soggetto a DISPERSIONE PASSIVA ma ANCHE ALLA GRAVITà: avendo densità maggiore dell’aria tende ad accumularsi al suolo (GRAVITY SLUMPING), seguito da un allargamento gravitazionale del pennacchio quando tocca il suolo (GRAVITY SPREADING) e seguito da DISPERSIONE PASSIVA ovvero c’è turbolenza ai bordi che introduce aria che alleggerisce la nube fino a che la nube non si alleggerisce fino ad avere rho circa rho_air . Da qui in poi la dispersione seguire il modello gaussiano
