حالت خیزش و جدا شدن توده از زمین

شناوری حالت اولیه را حفظ نخواهد کرد و در واقع جرم حجمی توده ممکن است به خاطر تغییر در نوع و میزان هریک از ترکیبات توده، تغییر کند. این تغییرات به خاطر موارد زیر خواهد بود:
– وزن مولکولی گازهای موجود در توده
– افزایش جرم حجمی موثر ناشی از انتقال ذرات کوچک توسط توده
– اضافه شدن حرارت ناشی از واکنش‌های گرمازا و میعان
– برگشت حرارت ناشی از واکنش‌های گرماگیر،

 شکسته شدن پلیمرها و تبخیر مایعات برای مثال اگر در نظر بگیریم که یک توده از آلاینده به محیط اطراف انتشار پیدا کرده است، در این حالت و در ابتدای امر، واکنش‌هایی که قبلاً ذکر گردیده است با بخار آب موجود در دمای محیط، اتفاق خواهد افتاد. توده در ابتدا به شدت چگال بوده ، اما سرانجام به صورت شناور در خواهد آمد یعنی .
در هر دو صورت توده در جهات عمودی و افقی افزایش حجم پیدا نموده و به اصطلاح معروف رشد خواهد نمود. شار شناوری موضعی به صورت زیر تعریف می‌گردد:

(۵-۳۹) . . .

 در فرمول فوق، V بیانگر شار حجمی توده برحسب مترمکعب بر ثانیه است. برای یک توده با ابعاد H,W که با سرعت u در حرکت است شار حجمی مساوی با uHW خواهد بود.

شکل (۵-۹)سری‌های زمانی این متغیرها را نشان می‌دهد. . .

مقدار خیزش که با Lp نمایش داده می‌شود توسط Briggs در سال ۱۹۷۳ ارائه شده است:

 (5-40) . . .

 در فرمول ذکر شده داریم: = سرعت اصطکاک و Lp = نسبت انرژی ناآرامی توده اولیه ناشی از نیروی شناوری به انرژی نا آرامی محیط اطراف

شکل (۵-۹)- نمودار دسته‌های زمانی . . .

در این شکل، نیروی شناوری F، عمق توده H و جزء Lp برای توده UF6 می‌باشد. محققان با انجام آزمایشات متعدد دریافتند که هرگاه Lp معادل ۲۰ باشد، خیزش از زمین و شناور شدن رخ خواهد داد. این عدد با ضریب مثبت و منفی۲، معتبر خواهد بود. باید در نظر داشت که ملاک شناور بودن طبق معادلات قبلی می‌باشد و هرگاه وزش باد را داشته باشیم، L>20 خواهد شد.

اگر طبق فرضیات قبلی باشد، در نتیجه شناوی بر اساس فرمول زیر اتفاق خواهد افتاد:

(۵-۴۱)  . . .

برای مثال اگر ارتفاع یا عمق، یعنی H را مساوی ۱۰ متر در نظر بگیریم و باشد، در این صورت خیزش از زمین در هنگامی رخ خواهد داد که فقط سرعت کوچکتر از ۳۴/۰ متر بر ثانیه باشد. وقتی که خیزش توده UF6 اتفاق افتاد، در این مرحله می‌توان میزان بلند شدن توده را توسط فرمول زیر به دست آورد:

 (5-42) . . .

 – معرف انتگرال فاصله
 – نشان دهنده میزان خیزش توده در فاصله
– طول شناوری هم توسط فرمول زیر محاسبه می گردد:

(۵-۴۳) . . .

 – z معرف ارتفاع زیر توده می‌باشد که بنا به فرض باید حداکثر غلظت در زیر توده رخ داده باشد.
 – x معرف فاصله در جهت مسیر باد است و از نقطه‌ای شروع می¬شود که Lp مساوی با ۲۰ باشد.
– u سرعت باد در محیط (بنا به فرض در ۱۰ متر اندازه گیری می‌شود).
– مساوی با ۶/۰ است که یک مقدار تجربی می‌باشد.