Abstract
The objective of this work is the study of atmospheric pollutants dispersion problems in wind tunnels. The use of a reduced scale model provides the ability to analyze the process of dispersion in complex models. It also allows the study of different situations and alternatives in the source design. The wind tunnel pollutants dispersion simulation requires two sets of similarity criteria; the first established that the wind tunnel flow must be similar to natural wind in the atmospheric boundary layer, and the second, that the model source characteristics must be similar to prototype. In this work, the similarity criteria of the atmospheric flow and the emission source are studied to reproduce dispersion processes and develop a first approach to the experimental study of this phenomenon. Firstly, the results of a visualization dispersion process test performed at the wind tunnel of the Facultad de Ingenieria de la Universidad Nacional del Nordeste, using smoke as a tracer and considering three operation velocities are presented. The study of the plume evolution was made by image digital processing and the plume rise is also discussed by comparison of measurements with theoretical values. Finally, preliminary experiments results are presented to evaluate concentration field from an isolated point emission source using a light gas and reduced scale model. Keywords: atmospheric dispersion, similarity, wind tunnel.
Highlights
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O transporte e a difusão turbulenta de poluentes, os efeitos do vento em edifícios e estruturas e a modificação do vento em áreas urbanas, pela presença de edifícios, podem ser considerados problemas da engenharia do vento
Melbourne (1968) e Isyumov et al (1976) propuseram a semelhança da elevação mantendo a igualdade de um parâmetro de empuxo, um parâmetro relacionado com a quantidade de movimento da emissão e da escala geométrica da chaminé (Equação 1)
Summary
De acordo com Isyumov e Tanaka (1980), a simulação de uma pluma de dispersão em um túnel de vento requer a modelagem das características da camada limite atmosférica e das propriedades térmicas e dinâmicas da pluma. A modelagem exata da camada limite atmosférica requer a semelhança geométrica, a semelhança do escoamento e a igualdade dos números de Reynolds (Re), Richardson (Ri), Rossby (Ro), Prandtl (Pr) e de Eckert (Ec). O número de Richardson está relacionado com a semelhança da estabilidade atmosférica – na simulação da atmosfera neutralmente estável, como a utilizada neste trabalho, a igualdade do número de Richardson pode não ser levada em conta. A semelhança do número de Reynolds é obtida a partir dos valores que garantem as condições de turbulência do escoamento simulado. Essas condições são adequadas para avaliar o processo de dispersão no caso de chaminés altas (Isyumov e Tanaka, 1980)
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