Выбросы, возникающие при испарении жидкостей и дымлении твёрдых горючих тел, являются существенными поставщиками токсичных веществ в атмосферу, вклад которых в общем балансе загрязнений при пожаре неоправданно не дооценивается или вообще игнорируется [82].
Испарение и дымление объединяет то, что носителями загрязнений являются мельчайшие твёрдые или жидкие частицы,строго следующие движениям воздуха. Скорость поступления таких частиц в атмосферу определяется молекулярными эффектами, а скорость переноса — турбулентными характеристиками потока. Вследствие своей малости и быстрого разбавления воздухом частицы испаряющейся жидкости или дыма практически не влияют на газодинамику выброса и фактически являются пассивной субстанцией. Поэтому уравнения, описывающие выбросы дымления и испарительный выброс, имеют одинаковый вид [84 — 86]. Что касается дымовых аэрозолей, то такое предположение о их поведении является весьма оправданным и подтверждается многочисленными экспериментальными данными.
При рассмотрении трансформации токсикантов,выделяющихся в свободную атмосферу при испарении проливов или дымлении аварийного объекта, записывают нестационарное уравнение диффузии для осреднённых по времени величин. Это уравнение должно быть дополнено уравнениями неразрывности,количества движения и энергии в терминах средней скорости движения несжимаемой среды, а также уравнением состояния смеси газов. Вид этих уравнений для пассивных и консервативных примесей общепринятый и поэтому здесь не приводится.
Дымовые газоаэрозольные выбросы содержат, в основном, продукты неполного сгорания токсикантов, элементов конструкции аварийного объекта, а также частицы сажи и частицы грунтового происхождения. Как показали натурные эксперименты по ликвидациям твердотопливных ракет методом подрыва [45, 40, 122] дымовой газоаэрозольный выброс находится в тепловом равновесии — температура пыли и аэрозольных частиц дыма слабо отличается от его средней температуры. Это объясняется тем,что поглощённая частицами энергия быстро рассеивается в окружающей среде за счёт теплопроводности. Поэтому можно пренебречь неравномерностью нагрева и охлаждения частиц пыли и дыма и считать динамические характеристики выброса едиными.
Скорость всплытия W дымового выброса, характеризующегося осреднёнными термодинамическими параметрами, может быть найдена из уравнения:
где:
ре и р — плотность окружающего воздуха и плотность вещества выброса; g — ускорение силы тяжести.
Расчёты показали [40], что максимальные значения W для газоаэрозольных выбросов после подрыва ракет не превосходили 10~2 м/с. Эта величина сравнима со скоростью гравитационного оседания аэрозольных дымовых частиц. Поэтому результирующее количество движения дымового выброса в вертикальном направлении близко к нулю, то есть дым после аварии будет стлаться по ветру практически на одной высоте. Такая картина хорошо подтверждается экспериментальными данными [122].