Главная  Переработка нефти и газа 

Скачать эту книгу

0 1 2 [ 3 ] 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35

ческая обработка материалов наблюдений станций, расположенных во многих районах, показала одинаковый характер влияния разнообразных факторов, определяющих ветры различной скорости [3 и 4].

Эти исследования позволили составить карту районирования территории СССР по интенсивности ветра. В процессе уточнения оказалось целесообразным разделить территорию Советского Союза на 7 ветровых районов вместо трех, выделив, кроме того, в отдельный район горные местности. За нормативную скорость

ветра в каждом районе была принята наибольшая скорость на высоте 10 м над поверхностью земли, возможная раз в 5 лет.

Рост скорости ветра при увеличении промежутка времени наблюдений неодинаков для различных районов, но все же есть общая тенденция к повышению (рис. 1.4). По оси абсцисс отложено число лет, а по оси ординат отложена безразмерная величина скорости, т. е. отношение скорости ветра для каждого района к нормированной скорости. Штрихами показана область разброса значений скорости для различных районов. В основу построения графика приняты следующие абсолютные значения скорости ветра, ожидаемые один раз в год: 17, 20, 24, 28, 32, 35 и 40 м/сек соответственно для семи районов [4].

[ Местные условия рельефа площадки строительства, отличающиеся от условий расположения ближайших метеорологических станций, вносят свои коррективы в величину и характер нормированной для рассматриваемого района скорости ветра.

Поверхность земли сильно сказывается на величине скорости ветра. Например, в Ленинградском порту зарегистрирована скорость ветра V2o=27 м/сек, а на станции Ленинград-город - 19 м/сек, что объясняется гладью водной поверхности. В черте города скорость ветра меньше на 3-4 м/сек по сравнению со скоростью в pafioHej

На берегах больших рек и небольших возвышенностях скорость ветра повышается на 4-5 м/сек. Если долина реки обращена в сторону степей, то скорость ветра может достигать ¥20 = = 50 м/сек, что наблюдается, например, в Предкавказье. Усиление ветра на 10-12 .м/сек по сравнению с долиной наблюдается в устьях горных рек, выходящих к морю.

(Скорости ветра в горной местности зависят от местоположения: например, на открытых вершинах Кавказских гор они наи-

10 IS Vucno лет

Рис. 1.4. Безразмерная скорость ветра различной вероятности

большие - до 70 м1сек, в узких защищенных долинах -20.- 25 м/сек. С высотой скорости ветра повышаются, но в высокого»* кой котловине скорость ветра может быть 20-25 м/сек, а то время как на окружающих открытых пунктах 40-45 м/сек. г

В степных районах скорость ветра на понижениях может быть в 1,1-1,3 раза меньше, а на возвышенностях - до 1,4 раза больше по сравнению со скоростью на ровной местности.

С высотой скорость ветра растет тем быстрее, чем скорее затухают приземные возмущения [5]. В городах, и тем более с высокими строениями, или в горах нарастание скорости ветра происходит медленнее, чем над морем или равниной. Для характеристики профиля ветра по вертикали предложены различные формулы. Наиболее распространена степенная зависимость скорости ветра с высотой

V==V{z!z,r (1.2)

и логарифмическая

V, = V. (1.3)

* In 2ф/2о

Здесь:

Уф - скорость ветра на высоте флюгера или измерительного прибора; 2- высота над поверхностью земли; гф- высота флюгера или другого прибора, чаще всего около 10 м;

2д-параметр шероховатости (условная) поверхности или

высота, на которой скорость равна нулю; а - показатель, принимаемый равным 0,08-0,4.

Некоторыми исследователями (Давенпорт и др.) показатель степени а в формуле (1.2) рекомендуется принимать равным 0,4 для вычисления профиля скорости ветра над городом, застроенным зданиями высотой до 100-200 м; в сельской местности, характерной невысокими постройками, лесными массивами, а= = 0,28; над полями, в степи и над морем профиль скорости определяется зависимостью с показателем 0,16. При таких значениях а скорость ветра становится равной скорости градиентного ветра на высоте соответственно 500, 400 и 300 м. Над горами это произойдет на высоте 1000 ж.

£в нормативных данных для расчета сооружений на ветровую нагрузку ряда стран приняты значительно меньшие показатели, определяющие профиль средней скорости по формуле (1.2). Чаще всего оперируют с показателями 0,08-0,16. За рубежом скорость ветра определяют также по формулам, в которых нет в явном виде учета шероховатости поверхности земли,

Логарифмический закон хорошо согласуется с результатами наблюдений в нижнем приземном слое, ошибка будет тем больше, чем выше рассматриваемая точка над поверхностью земли.

Условно средний параметр шероховатости поверхности принимают равным 0,2 м, вблизи побережья морей -0,05 м, водной поверхности - доли сантиметра. Для определения профиля скорости ветра при расчете сооружений ерлсотой до 10 ж можно воспользоваться логарифмическим законом (формула 1.3), параметр шероховатости поверхности в этом случае принимают равным 0,01 м.

[профиль скорости ветра сильно изменяется вблизи холмов, горной гряды, долины или др. На величину скорости и ее профиль влияет общий на-

го

ю J0 50 70 t сек Рис. 1.5. График скорости ветра

клон местности и крутизна его со стороны ветров. Широкая пойма реки, большое водохранилище изменяют характер и силу ветров. Перспективу строительства гидроэлектрических станций или застройки близлежащих микрорайонов промышленными предприятиями и жилыми комплексами учитывают в величине расчетной ветровой нагрузки.

Ветер редко бывает ровным, обычно наблюдаются порывы, вызванные торможением частиц воздуха о поверхность земли, конвекционными токами между различно на-1ретыми слоями, трением между слоями, движущимися с различной скоростью. Это приводит к пульсации скорости ветра. Интенсивность порывов ветра затухает с высотой.

В городе, особенно со зданиями большой высоты, турбулентность очень велика, поэтому возможны мощные вихри, зоны с местным усилением скорости, застойные зоны.

Порывы ветра характеризуются коэффициентом порывистости, являющимся отношением наибольшей скорости в порыве к средней за определенный промежуток времени (рис. 1.5). Коэффициент порывистости убывает с увеличением средней скорости ветра (рис. 1.6). Период пульсаций ветра - от нескольких минут при большой величине средней скорости и до одной секунды- при малой. Многочисленными наблюдениями в различны.к климатических районах установлен нерегулярный характер порывов, что исключает возможность резонанса сооружения.

С ростом высоты над поверхностью земли коэффициент по-

Рис. 1.6. Коэффициент порывистости ш зависимости от средней скорости ветра