| Forside | | Indhold | | Forrige | | Næste |
Risikovurdering ved anvendelse af vandingskanoner til udspredning af gylle
fortyndet med vand
I en beskrivelse af aerosoldannelse fra vandingskanoner er
dråbevolumen-størrelsesfordelingen den vigtigste parameter. Ved stigende tryk på
vandingskanonen mindskes partikelstørrelsen og derved øges den del af det samlede
volumen, der potentielt kan føres bort med vinden. Typen og udformningen af dysen på
vandingsanlægget påvirker ligeledes dråbefordelingen. Yderligere er vindretning,
vindhastighed, luftstabilitet, temperatur samt relativ luftfugtighed vigtige faktorer.
Dimensionerne for et typisk vandingsanlæg er beskrevet i Tabel 11
Tabel 11
Typiske fysiske data for et vandingsanlæg til udspredning af gylle fortyndet med vand
Tryk (ved dysen) |
3,5-4,5 bar |
Dyse |
14-38 mm |
Kastediameter |
59-106m |
Ydelse |
17-117 m3/time |
Andel gylle |
Max 25 % |
Højde af sky |
ca. 10m |
Dråbestørrelsesfordelingen for vandingsanlæg med de fysiske data angivet i Tabel 11
ligger fra under 10mm til over 1mm.
Når en opløsning spredes via et vandingsanlæg (en dyse) opdeles den i sfæriske
eller næsten sfæriske partikler (dråber). Partikler der er mindre en 100 mm (0,1mm) anses normalt for meget let at kunne drive bort med
vinden. Partikler af denne størrelse påvirkes mere af vinden og de irregulære
turbulente termiske luftstrømme end af tyngdekraften.
I Tabel 12 vises eksempler på faldtider for forskellige dråbestørrelser (Ross and
Lembi, 1985).
Tabel 12
Faldhastigheder (m/s) for forskellige dråbestørrelser i stille vejr (Ross
and Lembi, 1985)
Effekt af dråbestørrelsen på faldtiden
(3 meter) i stille vejr |
Dråbestørrelse(mm) |
Tid |
Hastighed (m/s) |
1 (tåge) |
28 timer |
3,0·10-5 |
10 (tåge) |
17 min. |
1,8·10-3 |
20 |
4 min. |
1,3·10-2 |
100 (dis) |
11 sek. |
0,28 |
200 (fin spray) |
4 sek. |
0,76 |
400 (grov spray) |
2 sek. |
1,5 |
1000 (grov spray) |
1 sek. |
3,0 |
En del af dråberne fordamper inden de når jorden, dette er beskrevet i Tabel 13. Det
betyder at eventuelle agens dermed er fuldt luftbårne (og dermed udsættes for UV-lys,
udtørring mv.)
Tabel 13
Effekt af dråbestørrelse på fordampningen (Hofman, et al., 1986)
Effekt af dråbestørrelse
på fordampning |
Diameter (mm) |
(Vertikal / horisontal) bevægelse i
meter indtil fordampning ved temperatur 25 ° C, 55% relativ
luft fugtighed, vindhastighed på 0,45 m/s og max vertikal faldhøjde er 6,5 meter) |
80 |
(0,3 / 2,3) |
100 |
(1,0 / 3,6) |
120 |
(2,3 / 4.9) |
150 |
(4,9 / 6,9) |
200 |
(6,5 / 3,0) |
Det bør dog bemærkes, at den relative fugtighed er meget lav, hvilket kraftigt påvirker
fordampningen.
Kincaid et al. (1996) har undersøgt dråbevolumenfordelingen for en række
vandingsanlæg med forskellige dysetyper, dysediametre samt forskellige tryk.
I undersøgelsen indgår vandingsanlæg med de fysiske parametre beskrevet i Tabel 11.
Dråbevolumenfordelingen er parametriseret med en eksponential funktion givet ved Pv=(1-exp[-0.693´ (d/d50)n]), hvor Pv
er andelen af det totale volumen i dråber med en diameter mindre end d (mm), d50
er median dråbevolumendiameteren (mm) og n er en dimensionsløs eksponent.
Denne dråbevolumenfordeling har en estimeret median dråbevolumendiameter d50
på 1.83 mm, hvilket vil sige at 50% af volumen er indeholdt i dråber mindre end 1.83mm. n
er estimeret til 1.91. Den eksponentielle dråbevolumenfordeling er vist i Figur 4
Figur 4
Eksponentiel dråbevolumenfordeling (Kincaid et. al. 1996)
Figuren beskriver variationen i dråbestørrelsen og skal fortolkes som følger:
Dråbediameteren varierer fra 0 6 mm som angivet på den horisontale akse. Den
vertikale akse angiver det kumulerede volumen. Dette illustreres med et par eksempler.
- Begynd ved værdien dråbediameteren 2 mm på den horisontale akse gå lodret indtil
kurven og aflæs den vertikale akse (ca. 0.56). Det betyder at der er 56 % af det samlede
volumen findes i dråber med en diameter mindre end 2 mm.
- Begynd med værdien 0.2 på den vertikale akse. Gå vandret indtil kurven og aflæs den
horisontale akse (ca. 1.0). Det betyder at der er 20 % af det samlede volumen findes i
dråber med en diameter mindre end 1 mm.
Det er udelukkende relevant at betragte dråber med en diameter mindre end 1 mm, idet
større dråber falder så hurtigt til jorden under normale vindforhold at de ikke driver
bort med vinden (jvf Tabel 12). Partikler større end 1 mm antages derfor alle at blive
deponeret indenfor markarealet.
I forbindelse med modellering af aerosolspredningen som beskrevet i afsnit 5 er
dråbevolumenfordelingen diskretiseret i volumendiameter intervallerne angivet i Tabel 14.
Tabel 14
Diskretisering (inddeling i intervaller) af dråbevolumenfordelingen. Volumen (%)
angiver andelen af det samlede volumen der findes i dråber i det pågældende interval
(]0,05 ; 0,1] betyder at 0,05 ikke er inkluderet i intervallet, 0,1 er inkluderet).
Dia- meter (mm) |
[<0,05] |
]0,05; 0,1] |
]0,1; 0,2] |
]0,2; 0,3] |
]0,3; 0,4] |
]0,4; 0,5] |
]0,5; 0,6] |
]0,6; 0,7] |
]0,7; 0,8] |
]0,8; 0,9] |
]0,9; 1,0] |
]>1,0,] |
Volu- men
(%) |
0,72 |
0,20 |
0,74 |
1,16 |
1,56 |
1,92 |
2,26 |
2,56 |
2,83 |
3,07 |
3,27 |
80,4 |
Det diskritiserede intervalområde af dråbevolumenfordelingen er vist i Figur 5. Dette
interval indeholder ca. 20 % af total volumen.
Figur 5
Closeup af den eksponetielle dråbevolumenfordeling
| Forside | | Indhold | | Forrige | | Næste | | Top
| |
|