ESTUDIO DE LA TURBULENCIA Y ESTABILIDAD DEL AIRE EN LA CAPA DE PRANDTL - t.

ESTUDIO DE LA TURBULENCIA Y ESTABILIDAD DEL AIRE EN LA CAPA DE PRANDTL

1. Introducción:

El estudio de la turbulencia atmosférica es de suma importancia en el análisis de transferencia vertical de propiedades, este en la capa prandt desempeña un rol importante en los procesos de transferencia vertical de vapor de agua, calor sensible, cantidad de movimiento, co2, aerosoles y contaminantes. Muchas veces el proceso de transferencia vertical se ve intensificada o disminuida bajo la influencia de los distintos tipos de turbulencia y estabilidad atmosférica, por ello también, es importante conocer el tipo de turbulencias existentes en las capas próximas a la superficie.

 Un parámetro importante en el estudio de las condiciones locales de turbulencia y estabilidad atmosférica; factores determinantes en el transporte y dispersión de contaminantes tanto a escala local como regional; es el número de Richardson ya que para determinar este es necesario recordar conceptos de fuerza de convección libre y forzada o mecánica; además que para el análisis del tipo de atmosfera solo es necesario determinar el signo de este.

1. Objetivos:

Determinar el grado de inestabilidad y tipos de turbulencia en la capa limite superficial por los siguientes casos:

1. En la capa 0 – 2m y en el periodo de tiempo de 8 a 17 horas
2. En la capa de una interface de cultivo aire (0.50 – 1.5 – 2.5 m) en el periodo de 11 – 13 horas.

1. Materiales y métodos

Materiales:

• Datos de temperatura en los niveles de 20,80 y 142cm sobre la superficie y datos de viento en niveles de 40, 100 y 200 cm, todos para el periodo comprendido  entre las 8 horas y 17 horas (cuadro 6.1) para la fecha de 07/05/87.
• Para cumplir el segundo objetivo se necesitan datos de temperatura y viento en los niveles Z1, Z2, Z3y Z4 sobre la superficie del cultivo de camote (anotar la altura media del cultivo).

Métodos:

Adecuación de datos:

Debido a que el nivel de datos de viento no corresponde al de los datos de temperatura , determine el viento para los niveles de 20,80 y 142cm, para la cual determine las respectivas ecuaciones de perfil de potencias.

Para el segundo objetivo obtener las temperaturas en todos los niveles del equipo, luego obtener el gradiente térmico vertical promedio y con ello determinar la temperatura para el nivel donde se registraron datos de viento.

Cuantificación del grado de estabilidad – inestabilidad y tipo de turbulencia

Para esto se utilizara la ecuación de Richardson (Ri), tanto como indicador del grado de estabilidad e inestabilidad del aire, y el tipo de turbulencia existente dentro de la capa atmosférica en consideración.

Número de RICHARDSON

Ri= g*(Γd- ɣ)/ T*(du/dz )2

Γd= 0.01K°/m

T: temperatura promedio de la capa (K°)

ɣ: gradiente térmico vertical (K°/m)

 du/dz: viento cortante vertical (m*s/m)

g: aceleración de la gravedad, 9.8 m/s2

Criterio para determinar el grado de estabilidad e inestabilidad

Criterio para determinar el tipo de turbulencia:

RESULTADOS:

Capa de 0-2m en las horas de 08 a 17 del día 07/05/1987

Datos de temperatura (ºC) y viento (nudos) horario en la capa atmosférica 0.2m-2m del 07/05/1987

...