ного в будь-який з них Мгi. Тоді для будь-якого окремого вогнища горіння маємо наступне вираз для викидів полютантів і тепла:
ai=Мгi Кa, Qi=q Mгi. (Б.1)
Загальна кількість полютантів і теплоти, викинутих в атмосферу:
,. (Б.2)
Розлита на грунті нафту скупчується в окремих калюжах (западинах) і при запалюванні горить у них так само, як і на водній підстильної поверхні (див. п. 4.2). Лунка має форму конуса з висотою hi, радіусом ri і напіврозчину кута ai при вершині. Крім того, оскільки грунт змочується нафтопродуктами, то горіння шару нафти в лунці відбувається до самого кінця. Розглянемо горіння нафтопродуктів в i-ой лунці.
Швидкість їхнього згоряння визначається рішенням диференціального рівняння збереження маси нафтопродукту:
. (Б.3)
З початковою умовою:
Мi (0)=Мi0. (Б.4)
Величину Мi можна визначити за формулою:
. (Б.5)
З (Б.5) знаходимо:
. (Б.6)
Підставляючи (Б.6) в (Б.3) і інтегруючи по t, отримаємо величину поточної маси нафтопродукту в i-ой лунці:
. (Б.7)
Очевидно, що час горіння в i-ой лунці одно:
. (Б.8)
Величина маси палива, згорілого до моменту часу t, дорівнює:
. (Б.9)
Знаючи коефіцієнти емісії Ka, отримуємо вираз для викиду a-поллютанта з i-ой лунки в будь-який момент часу:
. (Б.10)
Підсумовуючи викиди a-компонента по всіх лунках, отримуємо:
. (Б.11)
Підставляючи в (Б.11) вираз (Б.8), знаходимо сумарний викид a-компонента:
. (Б.12)
Викид тепла від горіння нафтопродуктів у всіх ланках визначається за формулою:
. (Б.13)
До моменту припинення горіння нафтопродуктів в атмосферу викидається наступну кількість тепла:
. (Б.14)
Таким чином, за допомогою формул (Б.11) - (Б.14) вдається отримати як викиди полютантів, так і викиди тепла.
2.6 Математична модель і методика розрахунку поточних викидів полютантів при горінні нафтопродуктів, розлитих на рослинному покриві
Якщо грунт покрита рослинністю (трава, лишайник Cladonia, мох, чагарник) або відмерлими частинами рослин (опад хвойних і листяних дерев), то викиди полютантів будуть обумовлені не тільки горінням нафти, але і згоранням рослинного напочвенного покриву. Тому для визначення викидів полютантів і тепла мають місце формули:
, Q=Qг + Qр (B.1)
Тут, Qp - викиди a-поллютанта та теплової енергії, обумовлені горінням рослинних горючих матеріалів.
Слід вважати, що поширення складної пожежі здійснюється з лінійною швидкістю, властивою поширенню полум'я по розлитому нафтопродуктів. Тоді форма контуру горіння визначається з використанням формул (A.1), (А.2). Допускається, що швидкості поширення фронту пожежі та вигоряння напочвенного покриву, самочинного нафтою або нафтопродуктами, визначаються лінійною швидкістю розповсюдження і лінійною швидкістю вигоряння нафтопродукту. Тоді закони збереження маси нафтопродукту та лісового горючого матеріалу (ЛГМ) приймають вигляд:
, М2 (0)=М02. (В.1)
, М1 (0)=М01. (В.2)
Тут М1 - поточна маса нафти на підстильної поверхні, М2 - поточна маса рослинності.
Інтегруючи (В.1) отримують вираження для мас нафтопродуктів і ЛГМ, згорілих до моменту часу t на стадії розповсюдження пожежі:
, 0 lt; t lt; t1, (В.3)
, 0 lt; t lt; t1, (В.4)
Викиди поллютантов для 0 lt; t lt; t1 при горінні нафтопродуктів і ЛГМ визначаються за формулами:
, 0 lt; t lt; t1, (В.5)
, 0 lt; t lt; t1, (В.6)
Загальна маса a -полютанта при 0 lt; t lt; t1:
a=Ma1 + Ma2. (B.7)
Загальна кількість тепла, що викидається в атмосферу при 0 lt; t lt; t1 одно:
. (В.8)
Слід зазначити, що також як і при горінні нафти, розлитої по водній поверхні, при t gt; t1 має місце режим догорання. Однак, на відміну від згаданого вище випадку, будемо припускати, що має місце повне згоряння ЛГМ, змочених нафтопродуктами.
Час t1 легко визначити за формулою (А.11), а для визначення мас нафтопродукту і ЛГМ, згорілих до моменту часу t, де t1 lt; t lt; t *, маємо наступні формули:
г=M11 + r1 wz F * (t - t1), (B.9)
M2г=M21 + r2 wz F * (t - t1). (B.10)
Тут M11=M1г (t1), M21=M2г (t1) - маси нафтопродуктів ЛГМ, згорілих до моменту часу t1.
Величина часу, протягом якого триває другий період (період догорання), визначається виразом:
. (В.11)
Вираз для викидів полютантів і теплоти для моменту часу у другому періоді ...
