1. 水体湍流扩散
湍涡的水流是,湍涡是指又称涡团、涡旋。湍流运动的流体元。其流动方向不同于流体总的流动方向,而整个湍流运动又是它所包含的各个湍涡运动的总合。
湍涡引起的能量和物质输送的量级比由分子扩散引起的输送量级要大得多。动力和热力因子的作用都可导致湍涡的产生。在大气边界层内,湍涡对空气中能量和物质的垂直混合、扩散具有极重要的意义。
它在实际大气中的尺度分布非常宽,可从厘米级的小尺度湍涡到上千千米天气尺度的气旋、反气旋系统以及西风带上层的罗斯贝波。
2. 完全湍流流动
平流,亦称同温层,位于对流层的上方和中间层的下方。其下界在中纬度地区位于距离地表10km处,在极地则在8km左右,其上界则约在离地50km的高度。平流层的温度上热下冷,随着高度的增加,平流层的气温在起初基本不变,然后迅速上升。
湍流是流体的一种流动状态。当流速很小时,流体分层流动,互不混合,称为层流,也称为稳流或片流;逐渐增加流速,流体的流线开始出现波浪状的摆动,摆动的频率及振幅随流速的增加而增加,此种流况称为过渡流;当流速增加到很大时,流线不再清楚可辨,流场中有许多小漩涡,层流被破坏,相邻流层间不但有滑动,还有混合。这时的流体作不规则运动,有垂直于流管轴线方向的分速度产生,这种运动称为湍流,又称为乱流、扰流或紊流。
3. 湍流的影响
一、气象动力因素
主要是指风和湍流,它们对污染物在大气中的稀释和扩散起着决定性作用。风,是大气的水平运动,不同时刻的风速风向不同,风把污染物从污染源向下风方向输送的同时,还起着把污染物扩散稀释的作用。一般地说,污染物在大气中的浓度与污染物排放量成正比,与风速成反比。如风速增大一倍,在下风的污染物浓度将减少一半。
湍流,是大气的不规则运动。风速时大时小,具有阵性的特点,在主导风向上也会出现上下左右不规则的阵性搅动,这就是大气湍流。污染物在风的作用下向下风方向飘移并扩散、稀释,同时,在湍流作用下向周围逐渐扩散,我们看到从烟囱中排出的烟云在向下风方向飘移时,烟云很容易被湍涡拆开或撕裂变形,使烟团很快扩散。
二、气象热力因素 主要指大气的温度层结和大气稳定度。
大气层结是指大气垂向的气温分布状况,气温的垂直分布决定着大气的稳定度,大气的稳定程度又影响着湍流的强度,是影响大气污染的一个重要因素。
在对流层内气温分布的规律是随着高度的增加,气温递减,空气上层冷下层暖;因此,大气在垂直方向不稳定时对流作用显著,能使污染物在垂直方向上扩散稀释。在近地的低层大气,有时出现气温分布与标准大气情况下的气温分布相反,即气温随高度的增加而增加的温度逆增情况,称为逆温。逆温层的出现,使近地低层大气上部热、下部冷,大气稳定,不能发生对流作用,使大气污染物不能在垂直方向扩散稀释,因而容易造成大气污染。
4. 水体湍流扩散方向
以我国西北沙漠地区绿洲风为例来说明绿洲风的生态意义:
从绿洲吹向沙漠的风湿润,能够增加过渡地区空气湿度,则能抑制地表风沙输移变化;注意是增加过渡地区的水汽含量,而不是绿洲地区;利于植物生长,但不能增加物种数量;降低绿洲与沙漠过渡地带的温差,对沙漠温差影响不大。
总之:绿洲风可以输送水汽,抑制沙漠扩大化,减轻昼夜温差。
5. 流体的湍流现象
第一个影响因素是流体的流动和物料的浓度和粘度、滤饼结构、阻力大小、推动力大小,以及过滤介质的相关过滤特性等一些宏观的流体流动特性是相关的。
第二个影响因素是流体的流动和微观物理化学因素有关,像是电动现象、毛纫现象及絮凝现象这些都是。
第三个影响因素是当料浆中的颗粒直径非常大的时候,宏观的流动特性可以占据主导地位,一般情况下,颗粒直径越小,尤其是胶体,微观物理化学因素的主导性就越强。