Geofisica pura e applicata

, Volume 56, Issue 1, pp 203–215 | Cite as

Zur Berechnung der Abgaskonzentration am Boden im Lee isolierter Industrieschornsteine

  • Julius Drimmel
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Zusammenfassung

Im Falle homogener Turbulenz läßt sich bei höhenkonstantem Wind die Konzentration im Lee einer punktförmigen Gasquelle über dem Boden in einfacher Weise berechnen. Die Formel ist bei geeigneter Parameterwahl auch auf die natürlichen Verhältnisse anwendbar. — In der vorliegenden Arbeit werden die effektiven Mittelwerte der in die Konzentrationsformel eingehenden Turbulenzparameter so ermittelt, daß eine weitgehende Übereinstimmung mit der Natur gewährleistet ist. Es zeigt sich, daß dieSuttonsche Diffusionsformel die maximale Gaskonzentration mit den geringsten Fehlern (ca.+10%) bei lebhaften Winden und kräftiger Einstrahlung wiedergeben kann, diese aber bei extrem stabiler Schichtung und turbulenter Strömung von geringer Geschwindigkeit um mehr als 100% überschätzt. — Die Theorie liefert eine gute Übereinstimmung mitPasquills Kurven für die Rauchwolkenhöhe, sofern man Fälle extremer Abweichungen vom adiabatischen Zustand ausschließt.

Verzeichnis der verwendeten Symbole

ξ

Zeit in derLagrangeschen Korrelationsfunktion

ρ

Luftdichte

σi

Streuung der Normalverteilung in Richtung deri-Koordinate

ϕ

Funktion in Gl. (8)

a

Index bei adiabatischer Schichtung

cp

spezifische Wärme der Luft bei konstantem Druck

c1 bisc4

Konstanten

f

Coriolisparameter

g

Schwerebeschleunigung

h

Höhe der effektiven Quelle

h*

äquivalent-homogenes Niveau

i

allgemeine Koordinaten-Bezeichnung

k

vonKármánsche Konstante

l1

vertikaler Mischungsweg

m

Exponent im Ansatz für das vertikale Windprofil

n

meteorologischer Exponent in derSutton-Formel

p, q

Exponenten in einem Ansatz für σ i

s

mittlere Konzentration des diffundierenden Gases

smax

Maximalwert vons am Boden

t

Zeit

ti*

Lagrangesches Zeitmaß der Turbulenz (i-Richtung)

u

mittlere Windgeschwindigkeit

u1

Wert vonu inz=z1

uh

Wert vonu inz=h

uH

Geschwindigkeit des Gradientwindes

û

Windgeschwindigkeit gemäß Gl. (3)

u*

Schubspannungsgeschwindigkeit

v′, w′

turbulente Zusatzgeschwindigkeiten in dery-, bzw.z-Richtung

y, y, z

kartesische Raumkoordinaten

xi

Längeneinheiten gemäß Gl. (25)

xmax

Quelldistanz in dersmax gemessen wird

z0

Rauhigkeitsparameter

z1

Anemometerhöhe

C1,C2

Proportionalitätsfaktoren

E

Index bei effektiven Werten

Fi

Funktionen gemäß Gl. (25)

H

Gradientwindhöhe

Ii

Turbulenzintensität (i-Komponente)

L

Längenmaß nachMonin &Obuchow

Q

Quellstärke

Ri

Lagrangesche Korrelationsfunktion für diei-Komponente der turbulenten Zusatzgeschwindigkeit

Tm

mittlere potentielle Lufttemperatur

Summary

It is not difficult to calculate the gas concentration at ground level in the lee of a point source, if the turbulence is homogeneous and the windspeed is assumed to be constant with height. With a suitable choice of the parameters, however, the derived formula can be applied to real conditions, too. — In the present paper the necessary parameters are chosen as mean values in such a manner, that best agreement with nature is guaranted. It is found, thatSuttons diffusion formula overestimates the maximum gas concentration about 10 per cent in case of strong winds and strong insolation, but more than 100 per cent in case of light turbulent winds and extreme stability. Our theory is in good accordance withPasquills different curves for the vertical spread of smoke as a function of distance, if cases of extreme diabatic conditions are excluded.

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Copyright information

© Istituto Geofisico Italiano 1963

Authors and Affiliations

  • Julius Drimmel
    • 1
  1. 1.Zentralanstalt für Meteorologie und GeodynamikWien 19

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