Ugrás a tartalomhoz

Környezeti transzportfolyamatok

Dr. Gribovszki Zoltán (2011)

Környezeti transzportfolyamatok

Környezeti transzportfolyamatok

Dr. Gribovszki, Zoltán


Tartalom

Előszó: A jegyzet tárgya és ennek kifejtése. A legfontosabb forrásanyagok.
1.. Alapfogalmak, definíciók, a diffúziós egyenlet
Bevezetés
1.1.. Alapfogalmak, lényeges kérdések és definíciók
1. Néhány mintapélda a környezeti áramlástan területéről
2.. A koncentráció definiálásal
3.. Dimenzió analízis
1.2.. A diffúzió
1.. A Fick-féle törvény
2.. Diffúziós tényező
3.. A diffúziós egyenlet általános alakja
4.. Az egydimenziós diffúziós egyenlet
1.3.. Az egydimenziós diffúziós egyenlet hasonlósági alapon történő megoldása
1.. A maximum koncentráció meghatározása
2.. A hasonlósági megoldás interpretációja
3.. A koncentráció eloszlás alakja és az önazonossága
1.4.. Mintapélda: Diffúzió értelmezése egy tóban
1.. Molekuláris diffúzió esete
2.. Turbulens diffúzió esete
A fejezetben tanultak összefoglalása
Irodalomjegyzék
2.. Advektív diffúziós egyenlet
2.1.. Az advektív diffúziós egyenlet levezetése
1.. Az alapegyenlet általános alakja
2.. Pontszerű szennyezés esete, mint egy lehetséges megoldás
3.. Összenyomhatatlan folyadékra való értelmezés
2.2.. Az advektív diffúziós egyenlet megoldásai
1.. Kezdeti ismert egyenletes koncentráció megoszlás esete
2.. Ismert állandó koncentráció a peremen
3.. Ismert fix, lezárt (no flow) perem
2.3.. Mintapéldák
1. Folytatás a diffúzió értelmezése egy tó példáján
2. Vízkivétel védelme
A fejezetben tanultak rövid összefoglalása
Melléklet. A diffúziós egyenlet megoldásai jellemző esetekben
Pillanatszerű, pontszerű forrás példája, végtelen domain
Pillanatszerű, térben megoszló forrás példája, végtelen domain
Fix koncentrációjú küszöb végtelen féltérben
Pillanatszerű, pontszerű forrás példája két oldalról át nem eresztő határral
Pillanatszerű, pontszerű forrás 2D példája, végtelen domain
Pillanatszerű, pontszerű forrás 3D példája, végtelen domain
Irodalomjegyzék
3.. Elkeveredési folyamatok vízfolyásokban: Turbulens diffúzió és diszperzió
Bevezetés: a fejezetben megtanulandóak elővezetése
3.1.. Turbulencia és elkeveredés értelmezése
1.. A turbulencia matematikai leírása
2.. A turbulens advektív diffúziós egyenlet
3.2.. Turbulens diffúziós tényezők értelmezése vízfolyásokban
1.. Vertikális elkeveredés
2.. Keresztirányú elkeveredés
3.. Hosszirányú elkeveredés
3.3.. A hosszirányú diszperzió értelmezése
1.. Az advektív diszperziós egyenlet levezetése
2.. Hosszirányú diszperziós tényezők számítása
3.4.. Mintapélda: Nyomjelzős vizsgálat
1.. A mérés előkészítése
2.. Vízhozam meghatározása mért adatokból
3.. Diszperziós tényezők meghatározása mérés alapján
4.. Nyomjelzős vizsgálat pillanatszerű beadagolással
A fejezetben tanultak rövid összefoglalása
Irodalomjegyzék

Az ábrák listája

1..1. Az advekció és a diffúzió
1..2. Egy folyóba bejutó ipari kibocsátó pontszerű szennyezésének alakulása
1..3. A szennyezőanyagok föbb áramlási útvonalai
1..4. Az oxigén diffúziója a víztestbe a víz-légkör határátmeneten keresztül
1..5. Egy gyár vagy egy hőerőmű kéményén keresztül történő füstkibocsátás
1..6. A Fick-féle diffúziós modell
1..7. A differenciális kontrol térfogat
1..8. Az egydimenziós tiszta diffúzió
1..9. A Gauss-féle normális eloszlás redukálódása
1..10. A pillanatszerű, pontszerű forrás egy dimenziós diffúziójának önazonos megoldása végtelen domainban dimenziómentes formában
1..11. A rétegzett alpesi tó sematikus keresztszelvénye
1..12. Hőmérsékleti és arzén koncentráció profilok egy alpesi tóban
2..1. Átfolyással rendelkező kontrol térfogat sematikus ábrája
2..2. Az AD egyenlet egy dimenziós megoldásának sematizált megoldása három időpontra.
2..3. A kezdeti egyenletes pillanatszerű koncentráció-megoszlás sematikus reprezentációja
2..4. A féltérben egyenletes (x<0) kezdeti koncentráció-megoszlás (lépcsőfüggvény) pillanatszerű problémájának megoldása C0=1, kiindulási koncentráció esetében.
2..5. Az intravénás injekció befecskendezési utáni időpillanat leegyszerűsített, sematikus ábrázolása.
2..6. A 2.49.-es egyenlet x=0 pontban C0=1 fix koncentrációjú peremmel megadott megoldása
2..7. A no-flux perem hatásának ábrázolása egy pillanatszerű pontszerű szennyezőforrás esetében.
2..8. A két oldalon elhelyezett, no flux határ esete, amikor a szuperpozíciós megoldás elvileg végtelen számú image forrást igényel.
2..9. A tározó helyszínrajza, a vízkivétel helyével a réz szennyezés mintapéldájához kapcsolódóan.
2..10. A réz koncentráció megoszlása a halnevelő vízkivételének helyén az idő függvényében
2..11. Pillanatszerű, pontszerű forrás egydimenziós példája végtelen térben
2..12. Pillanatszerű, térben megoszló forrás egydimenziós példája végtelen térben
2..13. Fix koncentrációjú küszöb egy dimenziós példája végtelen féltérben
2..14. Pillanatszerű, pontszerű forrás egy dimenziós példája két oldalról át nem eresztő határral
2..15. Pillanatszerű, pontszerű forrás 2D példája végtelen térben
2..16. Pillanatszerű, pontszerű forrás 3D példája végtelen térben
3..1. A Reynolds-féle kísérlet szemléltetése
3..2. A Lagrange-féle szubsztanciális tárgyalásmód elve a folyadék mozgásának leírására
3..3. Az ócenánban jellemző örvények energiaspektuma, ahol K, a hullámszám, S pedig a hullámszám spektruma
3..4. A turbulensen fluktuáló sebesség egy ponton történő mérése, ahol u̅ az átlagsebesség és az u’(t) a fluktuáló komponens
3..5. A mérésekre illesztett autokorrelációs függvény és az integrál időskála összefüggése
3..6. Vertikális elkeveredés szemléltetése egy vízfolyás mederfenekén bejuttatott szennyvíz példáján
3..7. A hosszirányú diszperzió folyamatának sematikus ábrája.
3..8. A Reynolds féle dekompozíció összehasonlítása egy (adott ponton mért) turbulens áramlás (baloldal) és egy (térben változó) nyíróáramlás (jobboldal) sebességértékeinek esetére
3..9. Szennyezőanyagok permanens elkeveredésének szemléltetése keresztirányban
3..10. A Mariotte-féle üveg sematikus rajza
3..11. A minta kísérletben mért nyomjelző anyag koncentrációk állandó, folyamatos jelzőanyag bebocsátás mellett.
3..12. A koncentráció felhő eloszlásának torzulást mérése egy adott (a beadagolástól x=3 km-re lévő) keresztszelvényben.
3..13. A Cowaselon-patakon pillanatszerű beadagolással történt nyomjelzős vizsgálat koncentráció-megoszlásai folyásirányban lefelé három jellemző keresztszelvényben.