р, v,V,S – плотность выброса, его объем, скорость его движения и площадь вовлечения Е в него окружающей среды,
g – ускорение земного притяжения,
qT – теплотворная способность топлива,
Р – давление газа или пара,
Wi– скорость образования i -ой примеси в результате химических реакций с теплотой образования qx в объеме выброса,
ΔQФП – теплота фазовых переходов (парообразования или конденсации для жидкой испаряющейся части выброса),
Н – потери энергии выброса (излучение, контакт с подстилающей поверхностью, с выпадающей примесью и т.п. ).
Индексы «1» и «2» относятся к соответствующим моментам времени t2 = t1 +Δt , индексы "0" и "е" относятся к параметрам истечения и параметрам окружающей среды.
При рассмотрении струйного течения конечноразностные уравнения записываются относительно поточных характеристик: расхода вещества и примеси, потоков количества движения и энергии.
Полученные нами [41, 43-46, 73] конечно разностные уравнения при устремлении временного интервала Δt к нулю преобразуются в дифференциальные. Их решение при задании начальных условий, параметров окружающей среды и характеристик объекта (геометрических и термодинамических) позволяют решать задачу нахождения геометрических, динамических, тепловых и концентрационных характеристик турбулентного объема (выброса), движущегося в произвольной окружающей среде.
1.5. Определяющие параметры физико-математических моделей.
Исследованиям физических процессов, описывающих возникновение и эволюцию выбросов загрязняющих и токсичных веществ в атмосфере, посвящено большое количество работ. Получаемые результаты на различных этапах по отдельным вопросам или по проблеме в целом обобщались в монографиях и книгах, а также периодических изданиях. Основная часть работ по тематике твердофазных выбросов посвящена фракционированию и образованию частиц при ядерных и химических взрывах [48, 49, 50-61], физическим характеристикам отдельных частиц от мощных воздушных взрывов, выпадению частиц из взрывного облака. Однако взрывной разлет твердой фазы взрыва в ветровом потоке не привлекал внимания исследователей.
Подробно разлет частиц при взрывах разных веществ и в разных сосудах в условиях спокойной атмосферы рассмотрен в работе [77]. Анализируя данные работ, рассматривающих возникновение и движение в атмосфере твердофазных частиц, можно сделать вывод о наиболее важных параметрах подобных задач. Ими являются энергетические свойства ВВ и механические свойства подстилающей поверхности. В работе [73] рассмотрено движение частиц после взрыва в ветровом потоке и сделан вывод о необходимости в дополнение к вышеназванным параметрам еще учета метеорологических параметров в месте проведения работ. Только при этом условии можно ожидать получения правильной расчетной информации о динамических и геометрических характеристиках твердой фазы взрыва и о характеристиках плотности ее выпадения на поверхность земли.
Обобщая данные о физических процессах возникновения и движения в атмосфере частиц, можно сделать