Lo scopo nel progettare un camino o una bocca di espulsione è che il gas rilasciato non raggiunga i ricettori (prese d'aria esterna, edifici vicini, aree pedonali) al di sopra di una concentrazione accettabile.
La zona di ricircolo dietro un edificio
Dietro una costruzione si forma una scia in depressione con ricircolo. Ogni rilascio che entri in quella zona viene trascinato verso il basso e portato a livello di copertura o di suolo.
La domanda critica non è quindi di quanti metri sia il camino, ma se il rilascio resti al di sopra di quella zona. L'altezza della zona dipende da larghezza e altezza dell'edificio; una costruzione larga e bassa lascia una scia maggiore di una stretta e alta.
L'innalzamento del pennacchio va messo in conto
Un rilascio caldo e veloce continua a salire dopo essere uscito dal camino, per quantità di moto e galleggiamento. Questo aumenta l'altezza efficace del camino.
Ma si verifica anche il contrario: se la velocità di uscita è bassa, il vento sopra il camino tira il pennacchio verso il basso (downwash del camino). Il rapporto fra velocità di uscita e velocità locale del vento è quindi un criterio di progetto, che deve restare sopra un certo valore.
Corto raggio, problema difficile
Per la dispersione a lungo raggio i modelli gaussiani sono adeguati e veloci. Per la dispersione a corto raggio attorno agli edifici domina la geometria: vortici, accelerazioni d'angolo, zone di separazione in copertura. Un modello gaussiano non le vede; serve una soluzione di campo. Vedi la nota su vento e comfort pedonale.
Note di modellazione
Più direzioni di vento. Il caso peggiore di solito non è la direzione prevalente ma quella che mette il ricettore nella scia.
Rilascio con galleggiamento. Nel gas caldo è la differenza di densità a fissare il trasporto; un modello isotermo manca del tutto l'innalzamento del pennacchio. Vedi la nota sulla convezione naturale.
Concentrazione transitoria. Il criterio di accettazione è di solito un picco di concentrazione di breve durata, non una media. Una media stazionaria mostra i picchi istantanei nettamente più bassi di quanto siano.
Riferimenti
- Ferziger, J. H., Perić, M. & Street, R. L. (2020). Computational Methods for Fluid Dynamics, 4th ed. Springer. DOI: 10.1007/978-3-319-99693-6
- Morsi, S. A. & Alexander, A. J. (1972). An investigation of particle trajectories in two-phase flow systems. Journal of Fluid Mechanics, 55(2), 193–208. DOI: 10.1017/S0022112072001806