Аналіз розподілу водяної пари в атмосфері

Да = 4.02 - 1.79 = 2.23 г/м3

Таким чином, за таких умов в 1 м3 атмосферного повітря сконденсується 2.23 г/м3 водяної пари

. Конденсація водяної пари відбувається також при змішуванні двох близьких до стану насичення мас повітря, які мають різну температуру.

Розрахунок кількості водяної пари, що сконденсується і видалиться з повітря, та розрахунок підвищення температури суміші мас повітря виконується в наступній послідовності.

У першому наближенні температура суміші

tСІ =( t1 + t2) / 2

t2 = - (15 ч 20 оС)

де t1 - температура повітря на рівні z2= 150м

t2- температура холодної маси повітря

2= -1.05 - 16.95= -18оС

tСІ =( -1.05 - 18)/ 2= -9.5

Тиск насиченої пари при t1 і t2 визначається за додатком 1, а їх середнє значення становить

Еср= (Е1+ Е2) /2

Еср= ( 5.68+ 2.98) /2

При температурі суміші tСІ і відповідному значенні тиску насиченої пари Ес надлишок водяної пари становить

ДЕ= Еср- Ес

ДЕ = 4.33 - 2.98= 1.35 ∙ 10-3 гПа

Визначається кількість вологи, г, що видаляється з 1кг надлишку насиченого вологого повітря в процесі конденсації ( питома вологість)

ДS= 622 ∙ДЕ / р

ДS= 622 ∙ 1.35 ∙ 10-3/1013.3= 0.82 ∙ 10-3 г

При конденсації водяної пари виділяється теплота конденсації. ЇЇ питома величина кДж/кг, визначається як

к = 2500+ 1.806∙ tСІк = 2500+ 1.806∙ (-9.5) = 2483

Загальна кількість теплоти конденсації визначається залежністю

к = qк ∙ ДSк = 2483 ∙ 0.82 ∙ 10-3= 2.04

При цьому підвищується температура суміші повітря на величину

Дt=Qк /с

де с = 1.005 кДж/(кг оС) - питома теплоємність повітря при постійному атмосферному тиску

Дt=2.04 /1.005 = 2.03 оС

Остаточно температура повітря, яку набула суміш у ході конденсатоутворення, визначається як

С = tСІ + ДtС = -9.5 + 2.03 = -7.47

Таким чином, при конденсації водяної пари температура суміші підвищується від -9.5 до -7.47 оС

3.4 Визначення рівня конденсації

Рівень конденсації визначається за формулою, м,

Жк= 122 ∙(tа- )

де tа- середня температура заданого місяця, оС

- температура точки роси оС, на початковому рівні Жо

= - 5.01 оС

Жк= 122 ∙(-2.8- (-5.01)) = 280м

Температура на рівні конденсації при адіабатичному підійманні вологого повітря визначається, як, оС

к =tа- Жк /100к= -2.8- 280/ 100= -5.6

Таким чином рівень Жк= 280м відповідає межі, на якій розпочинає відбуватись конденсаційні процеси і характеризує висоту утворення купчастих хмар над земною поверхнею.

3.5 Визначеня висоти шару перемішуваня

Усталеність примежового шару атмосфери характеризується так званою «висотою шару перемішування», де на розсіювання забруднювачів значною мірою впливає конвективне та турбулентне перемішування.

Висота шару перемішування (рівня конвекції) обумовлюється рівнем, на якому температура насиченої маси повітря tнас , що адіабатично підіймається, досягає температури навколишнього атмосферного повітря tн.п , тобто висота шару перемішування визначається за умови tнас = tн.п . Розрахунок рівня конвекції здійснюється у такій послідовності.

. визначається адіабатичний градієнт в , величина якого залежить від атмосферного тиску pzk на рівні Жк і tк

Для знаходження значення pzk необхідно визначити вертикальний градієнт тиску G, гПа/ 100м,

= g∙ р /R∙ (273 + tа)

Де g - прискорення вільного падіння

р - барометричний тиск- питома газова постійна вологого повітря, м2/(с2К), що знаходиться як

= Rс∙ (1 + 0.608 ∙s)

Де Rс- питома газова постійна сухого повітря, 287 м2/(с2К)

R= 287 ∙ ( 1+ 0.608 ∙ 2.5)= 723.24 м2/(с2К)= 9.81 ∙ 1013.3 / 723.24 ( 273+ (-2.8)) = 0.051 гПа/ 100м

Величина атмосферного тиску на висоті Жк визначається як

pzk = р + Др = р + (-G ∙ Жк)

Значення волого адіабатичного градієнта в приймається за додатком відповідно до одержаних pzk і tк

Виходячи з отриманого значення в , визначається розподіл температури насиченої маси повітря tнас по висоті.

Цікаві статті з розділу

Екологічні проблеми, пов’язані з експлуатацією теплових двигунів
Світу, в якому ми живемо, загрожує серйозна небезпека. Втручання людини у тендітну рівновагу природи - розвиток техніки і промисловості - може нанести непоправну шкоду оточуючому нас прекрасному довкі ...

Генетично модифіковані організми – міфи та реалії
Населення нашої планети, що стрімко збільшується, спонукало учених і виробників не тільки інтенсифікувати вирощування сільськогосподарських культур і худоби, але і почати пошук принципово но ...

Екологічний стан екосистеми в зоні функціонування цукрового заводу
Актуальність роботи . Останніми роками, у зв’язку з переходом на ринкові механізми господарювання, зміною форм власності на землю, незавершеністю формування національної політики та законодавст ...