Berekening warmte-inhoud
In het kort
De warmte-inhoud van een emissiebron beïnvloedt de stijging van de emissies en is daarmee relevant voor de verspreiding en depositie. Een gebruiker kan in AERIUS de warmte-inhoud invoeren op twee methodes, horende bij de volgende situaties :
- Geforceerde uitstoot : Uittreedtemperatuur, -snelheid en brondiameter worden opgegeven.
- Ongeforceerde uitstoot : Alleen de warmte-inhoud (Q) van het rookgas wordt opgegeven.
In het geval van geforceerde uitstoot kan er ook sprake zijn van pluimstijging ,doordat het rookgas een vertical impuls heeft. In het tweede geval heeft het rookgas geen impuls.
Een uitgebreide toelichting op beide methodes is gegeven in een achtergrond document. In deze factsheet wordt een korte beschrijving gegeven van de rekenmethode en de verwachte invoer voor beide situaties
Berekening warmte-inhoud bij geforceerde uitstoot
Wanneer voor de rekenoptie geforceerde uitstoot wordt gekozen, Dan vult de gebruiker de volgende gegevens in :
- temperatuur van de emissie (K)
- uittreeddiameter (m)
- uitstroom snelheid en richting (m/s) en horizontaal danwel verticaal.
De uittreedhoogte wordt eveneens ingevuld, maar deze doet niet mee in de berekening van de warmte-inhoud.
Vervolgens worden deze gegevens doorgestuurd naar het OPS model, dat de referentie warmte-inhoud uitrekent, met onderstaande formule :
Qm0 = ρ0 * Cp0 *V0 * (Ts-Ta)*10-6
V0=A*vs*T0/Ts
met
T0 = referentietemperatuur (273.15 K ofwel 0 C )
p0 = referentiedruk (1 atmosfeer ofwel 101.325 kPa)
ρ0 = referentiedichtheid van lucht bij druk P0 en temperatuur T0 (1.293 kg/m3)
Cp,0 = referentie specifieke warmte van lucht bij druk P0 en temperatuur T0 (1005 J/kg/K)
A = uitstroom oppervlakte (m2) ; berekend uit de uitstroom diameter
vs = uitstroom snelheid (m/s)
V0 = referentie ('normaal') volumedebiet (m03/s) bij druk P0 en temperatuur T0
Ts = temperatuur van de emissie (K)
Ta = temperatuur van de omgevingslucht (K) per meteoklasse. Gemiddeld is deze 285K
In het OPS model wordt vervolgens de pluimstijging ten gevolge van warmte-inhoud vergeleken met de pluimstijging door impuls (zie factsheet gebouwinvloed en pluimstijging). De hoogste van beide waardes wordt toegepast als pluimstijging. Tenslotte wordt hier nog de uittreedhoogte bij op geteld.Invullen van de bovenstaande constanten levert de volgende vergelijking op:
Qm0 = 1,299465 V0 (Ts − Ta) 10−3
Berekening warmte-inhoud bij ongeforceerde uitstoot
Een belangrijk verschil met geforceerde uitstoot is dat er sowieso geen sprake is van pluimstijging door impuls en dat in deze methode gerekend wordt met een vaste waarde van de warmte-inhoud.
In deze methode wordt de waarde van Q direct doorgegeven aan het OPS model. De gebruiker zal deze zelf moeten uitrekenen. Voor de juiste toepassing van deze methode is het van belang dat de van te voren berekende warmte-inhoud is berekend met dezelfde formule als geforceerde uitstoot, dus op basis van de referentie dichtheid ρ0 , referentie specifieke warmte Cp,0 en het normaal debiet. Wanneer de warmte-inhoud op een andere wijze wordt berekend, dan ontstaat er een inconsistentie in de berekening van de pluimstijging.