การกระจายตัวของควันจากปล่องควัน

          การร้องเรียนเรื่องกลิ่นมักจะเกิดขึ้นบ่อย ๆ สำหรับโรงงานอุตสาหกรรมที่ก่อให้เกิดกลิ่นของมลสารเฉพาะตัวที่ปล่อยออกจากปล่องควันหรือปล่องระบายอากาศนั้น สังเกตได้ว่าการเดินทางของกลิ่นไม่แน่นอนในแต่ละวันและแต่ละฤดู วันนี้เรามาศึกษาลักษณะการกระจายของควันหรือมลสารที่ปล่อยออกจากปล่องควัน เพื่อนำมาประกอบการพิจารณาแก้ปัญหาที่อาจจะเกิดขึ้นจากการร้องเรียนจากชุมชนข้างเคียงกันค่ะ

การใช้ปล่องควันเป็นหนึ่งในวิธีการเพื่อการลดความเข้มข้นของมลสารโดยการเจือจางในบรรยากาศ โดยทั่วไปมักมีความสูงของปล่องควันไม่น้อยกว่า 2.5 เท่าของความสูงอาคารสูงสุดที่อยู่บริเวณนั้น ซึ่งระดับความสูงนี้จะช่วยให้การกระจายของ Plume ได้ประมาณ 5 – 10 เท่าของความสูงอาคารนั้น สำหรับบริเวณ ยอดสุดของปล่องควันไม่ควรติดตั้งที่กำบังฝนหรือหมวก เพราะจะทำให้การกระจายควันไม่ได้ประสิทธิภาพที่ดี

การกระจายตัวของควัน (Plume) ในบรรยากาศมีลักษณะ 3 แบบ ดังนี้

     1.   แบบมลสสารเคลื่อนตัวไปตามล

     2.  แบบมลสารฟุ้งกระจายไปทุกทิศทุกทางจากการแปรปรวนของบรรยากาศ

     3.   แบบมลสารฟุ้งกระจายไปทุกทิศทุกทางเนื่องจากความแตกต่างของความเข้มข้น

ดังนั้นลักษณะภูมิอากาศจึงมีความสำคัญต่อการกระจายควันมาก ดังนี้

 a)  เป็นแบบเคลื่อนที่เป็นแนวตรง

(ไม่ค่อยมีการขยายกว้างของควัน)บรรยากาศมีความปั่นป่วนน้อย

b)  เป็นแบบที่มีกระแสวนขนาดใหญ่

(มักจะเกิดขึ้นในช่วงเวลาที่มีแดดจัด ควันจะเคลื่อนไหวเป็นวงกว้างแต่มีการกระจายน้อยมาก)

c)   เป็นแบบที่มีกระแสวนขนาดต่างๆ

(ซึ่งจะเกิดในช่วงเวลากลางวันในสภาพบรรยากาศปกติ จะช่วยให้ควันเคลื่อนที่เป็นวงกว้างและกระจายได้มาก เคลื่อนที่ไปตามทิศทางลม)

        เมื่อมาพิจารณาให้ลึกซึ้งมากยิ่งขี้น  การกระจายตัวของกลุ่มควัน ขึ้นกับอุณหภูมิของบรรยากาศ ณ ระดับความสูงต่าง ๆ จะสามารถทำให้ลักษณะของกลุ่มควันที่ปล่อยออกจากปล่องควันมีความแตกต่าง ดังต่อไปนี้

    (ก)     แบบ Looping (มักเกิดในฤดูร้อนที่มีท้องฟ้าแจ่มใส)

       (ข)     แบบ Coning (มักเกิดในเวลาที่ครึ้มฟ้าครึ้มฝนหรือเกิดในเวลากลางคืน)

     (ค)     แบบ Fanning (มักเกิดเมื่อระดับบนยอดปล่องควันมีอุณหภูมิสูงกว่าระดับล่าง)

      (ง)         แบบ Fumigation (มักเกิดจากลมบกลมทะเล)

      (จ)     แบบ Lofting (มักเกิดในเวลาเย็น)

      (ฉ)      แบบ Trapping (มักเกิดเมื่อระดับบนและระดับกลางของปล่องควันมีอุณหภูมิสูงกว่าระดับล่าง)

    เมื่อทราบถึงลักษณะการกระจายตัวของกลุ่มควันที่ลอยออกมาจากปล่องควันแล้ว ถ้าต้องการทราบว่าความสูงของกลุ่มควันที่ลอยขึ้นจากปล่องควันจะมีความสูงเท่าไร ก็สามารถคำนวณได้จาก  2 สมการ นี้

    = ความสูงของกลุ่มควันลอยเหนือปากปล่องควัน

    Vs = ความเร็วของก๊าซที่ลอยขึ้นภายในปล่องควัน, เมตร/วินาที

      d = ขนาดเส้นผ่านศูนย์กลางของปล่องควัน, เมตร

      u = ความเร็วลม, เมตร/วินาที

      p = ความดันบรรยากาศ, มิลลิบาร์

   = ผลต่างของอุณหภูมิก๊าซภายในปล่องควันกับอุณหภูมิของบรรยากาศ, K

    Ts = อุณหภูมิก๊าซภายในปล่องควัน

ที่มา: ดร.เกรียงศักดิ์ อุดมสินโรจน์: วิศวกรรมสิ่งแวดล้อม;