Screen3
Tutorial para uso de SCREEN3
Guia de Uso
Acá podran encontrar una guía con instrucciones para el uso del programa:
SCREEN3: Instrucciones Guía Uso
Descarga
El SCREEN3 está disponible en la página web de USEPA. Se puede descargar del siguiente link: screen3.zip.
Debería descargarse un archivo comprimido screen3.zip, al descomprimirlo habrá una carpeta con varios archivos. Los archivos con extensión *.FOR son el código fuente (programado en FORTRAN), los *.DAT son de archivos de entrada al modelo y los *.OUT salidas. El archivo SCREEN3.exe es el ejecutable compilado para windows que utilizaremos.
Ejecución
Para ejecutar el SCREEN3 simplemente vamos al directorio donde se encuentre el ejecutable SCREEN3.exe y lo ejecutamos haciendo doble click:
Se va a abrir una terminal ó consola:
****** SCREEN3 MODEL ******
**** VERSION DATED 13043 ****
ENTER TITLE FOR THIS RUN (UP TO 79 CHARACTERS):
El programa funciona de forma interactiva, realizando una serie de preguntas que el usuario debe responder desde el teclado confirmando cada entrada con Enter.
Vamos a realizar una corrida de prueba con los siguientes parámetros, que podrían corresponder a una chimenea en un sitio urbano en una planicie:
Características de la fuente:
| Tipo de fuente | Analitos | ALTURA [m] | DIÁMETRO CONDUCTO[m] | x UTM20S | y UTM20S |
|---|---|---|---|---|---|
| Puntual | NOx, MP, CO, SO2, TRS | 130 | 6,2 | 715072.02 | 6365674.52 |
En general las ubicaciones se reportan en coordenadas geográficas de latitud y longitud. Podemos convertirlas a UTM y usar coordenadas planas en metros.
Parámetros de emisión:
| ANALITO | CAUDAL EMISIÓN [m3/s] | EMPERATURA[K] | VELOCIDAD[m/s] | CONCENTRACIÓN[mg/Nm3] | TASA[g/s] |
|---|---|---|---|---|---|
| MP | 819 | 453 | 27,13 | 43,73 | 21,6 |
| CO | 819 | 453 | 27,13 | 981,87 | 484,89 |
| NOx | 819 | 453 | 27,13 | 196 | 96,7 |
| SO2 | 819 | 453 | 27,13 | 2,71 | 1,34 |
| TRS | 819 | 453 | 27,13 | 1,26 | 0,62 |
Corrida de prueba
- Al ejecutar el programa solicita ingresar el título del proyecto. En este caso pondremos “CASO_PRUEBA”
****** SCREEN3 MODEL ******
**** VERSION DATED 13043 ****
ENTER TITLE FOR THIS RUN (UP TO 79 CHARACTERS):
CASO_PRUEBA
- Nos solicita escribir una letra según el tipo de fuente, en este caso puntual (P).
ENTER SOURCE TYPE: P FOR POINT
F FOR FLARE
A FOR AREA
V FOR VOLUME
ALSO ENTER ANY OF THE FOLLOWING OPTIONS ON THE SAME LINE:
N - TO USE THE NON-REGULATORY BUT CONSERVATIVE BRODE 2
MIXING HEIGHT OPTION,
nn.n - TO USE AN ANEMOMETER HEIGHT OTHER THAN THE REGULATORY
(DEFAULT) 10 METER HEIGHT.
SS - TO USE A NON-REGULATORY CAVITY CALCULATION ALTERNATIVE
Example - PN 7.0 SS (entry for a point source)
ENTER SOURCE TYPE AND ANY OF THE ABOVE OPTIONS:
P
- Nos solicita el caudal másico de emisión expresado en g/s, el cual obtenemos de la tabla de datos de emisión.
ENTER EMISSION RATE (G/S):
21.6
Nos pide el diámetro interno del conducto emisor en metros:
ENTER STACK INSIDE DIAMETER (M):
6.2
Nos pide la velocidad de salida del gas en m/s, tambien nos brinda la posiblidad de ingresarlo como tasa volumetrica en unidas del sistema internacional ó unidades imperiales:
ENTER STACK GAS EXIT VELOCITY OR FLOW RATE:
OPTION 1 : EXIT VELOCITY (M/S):
DEFAULT - ENTER NUMBER ONLY
OPTION 2 : VOLUME FLOW RATE (M**3/S):
EXAMPLE "VM=20.00"
OPTION 3 : VOLUME FLOW RATE (ACFM):
EXAMPLE "VF=1000.00"
27.13
Nos pide la temperatura de salida del gas en grados kelvin:
ENTER STACK GAS EXIT TEMPERATURE (K):
453
Nos pide la temperatura ambiente en grados kelvin:
ENTER AMBIENT AIR TEMPERATURE (USE 293 FOR DEFAULT) (K):
290
Luego ingresamos la altura sobre el nivel del suelo del receptor de interés (por lo general se utiliza 1.5 metros que sería la altura promedio de inmisión de una persona):
ENTER RECEPTOR HEIGHT ABOVE GROUND (FOR FLAGPOLE RECEPTOR) (M):
1.5
Luego hay que especificar si se trata de un entorno rural (R) ó urbano (U):
ENTER URBAN/RURAL OPTION (U=URBAN, R=RURAL):
R
En el siguiente paso nos pregunta si queremos considerar el efecto de deflección de la pluma por influencia de edificios cercanos (downwash), en este caso no lo vamos a considerar:
CONSIDER BUILDING DOWNWASH IN CALCS? ENTER Y OR N:
n
El programa nos va a preguntar si queremos considerar los efectos del terreno, en este caso vamos a asumir que estamos en una planicie y por lo tanto no lo tendremos en cuenta:
USE COMPLEX TERRAIN SCREEN FOR TERRAIN ABOVE STACK HEIGHT?
ENTER Y OR N:
n
Como pusimos que no vamos a considerar efecto del terreno nos pregunta si queremos usar terreno simple con una sola altura:
USE SIMPLE TERRAIN SCREEN WITH TERRAIN ABOVE STACK BASE?
ENTER Y OR N:
y
A continuación nos propone correr contemplando todas las combinaciones de estabilidad atmosférica y velocidades de viento (FULL METEOROLOGY) o valores definidos por el usuario. Vamos a utilizar FULL METEOROLOGY:
ENTER CHOICE OF METEOROLOGY;
1 - FULL METEOROLOGY (ALL STABILITIES & WIND SPEEDS)
2 - INPUT SINGLE STABILITY CLASS
3 - INPUT SINGLE STABILITY CLASS AND WIND SPEED
1
Nos pregunta si queremos definir las distancias de los receptores de forma automática ó ingresar cada receptor de forma manual.
USE AUTOMATED DISTANCE ARRAY? ENTER Y OR N:
y
Nos pregunta la altura del terreno respecto de la base del conducto, al ser un terreno plano la altura es 0:
ENTER TERRAIN HEIGHT ABOVE STACK BASE (M):
0
En este paso nos pide la distancia mínima y máxima en la que ubicar de forma automática los receptores:
ENTER MIN AND MAX DISTANCES TO USE (M):
100 10000
**********************************
*** SCREEN AUTOMATED DISTANCES ***
**********************************
*** TERRAIN HEIGHT OF 10. M ABOVE STACK BASE USED FOR FOLLOWING DISTANCES ***
DIST CONC U10M USTK MIX HT PLUME SIGMA SIGMA
(M) (UG/M**3) STAB (M/S) (M/S) (M) HT (M) Y (M) Z (M) DWASH
------- ---------- ---- ----- ----- ------ ------ ------ ------ -----
20000. 10.32 6 1.0 1.0 10000.0 11.62 500.96 60.40 NO
25000. 7.907 6 1.0 1.0 10000.0 11.62 609.76 64.96 NO
30000. 6.361 6 1.0 1.0 10000.0 11.62 715.60 68.93 NO
40000. 4.581 6 1.0 1.0 10000.0 11.62 920.23 74.58 NO
50000. 3.554 6 1.0 1.0 10000.0 11.62 1117.43 79.27 NO
ITERATING TO FIND MAXIMUM CONCENTRATION . . .
MAXIMUM 1-HR CONCENTRATION AT OR BEYOND 20000. M:
20000. 10.32 6 1.0 1.0 10000.0 11.62 500.96 60.40 NO
Nos pregunta si queremos agregar receptores discretos:
USE DISCRETE DISTANCES? ENTER Y OR N:
N
Por último nos pregunta si queremos guardar los resultados en un archivo, ponemos que si.
DO YOU WANT TO PRINT A HARDCOPY OF THE RESULTS? ENTER Y OR N:
Y
Finalmente aparecerá este mensaje que nos dice que el archivo de salida se pudo generar:
THE OUTPUT FILE, "SCREEN.OUT ", HAS BEEN PRINTED.
Una vez que hayamos respondido a todas las preguntas se va a generar dos archivos: SCREEN.OUT y SCREEN.DAT. El primero contiene los resultados obtenidos de la ejecución, y el segundo sirve para volver a ejecutar el programa sin tener que responder nuevamente todas las preguntas.
Salidas
En el archivo SCREEN.OUT vamos a encontrar registros de la corrida, las opciones utilizadas, algunos valores intermedios de la ejecución, y entre otras cosas una tabla como la siguiente:
*** TERRAIN HEIGHT OF 0. M ABOVE STACK BASE USED FOR FOLLOWING DISTANCES ***
DIST CONC U10M USTK MIX HT PLUME SIGMA SIGMA
(M) (UG/M**3) STAB (M/S) (M/S) (M) HT (M) Y (M) Z (M) DWASH
------- ---------- ---- ----- ----- ------ ------ ------ ------ -----
100. 0.000 0 0.0 0.0 0.0 0.00 0.00 0.00 NA
200. 0.000 0 0.0 0.0 0.0 0.00 0.00 0.00 NA
300. 631.6 1 1.5 2.1 480.0 125.11 90.71 82.09 SS
400. 517.4 1 1.5 2.1 480.0 140.59 118.85 113.59 SS
500. 494.6 6 1.0 2.0 10000.0 113.08 50.21 50.05 SS
600. 578.0 6 1.0 2.0 10000.0 113.08 59.27 54.62 SS
700. 638.4 6 1.0 2.0 10000.0 113.08 68.06 59.18 SS
800. 715.3 6 1.0 2.0 10000.0 113.08 76.59 65.44 SS
900. 699.4 6 1.0 2.0 10000.0 113.08 84.89 68.33 SS
1000. 681.9 6 1.0 2.0 10000.0 113.08 92.97 71.13 SS
esta tabla muestra el valor de disintas variables en función de la distancia, con lo que podrémos graficarlas para ver como se distiribuyen.
También al final del archivo encontraremos la siguiente tabla resumen que indica la máxima concentración encontrada, la distancia a la que ocurre y la altura:
***************************************
*** SUMMARY OF SCREEN MODEL RESULTS ***
***************************************
CALCULATION MAX CONC DIST TO TERRAIN
PROCEDURE (UG/M**3) MAX (M) HT (M)
-------------- ----------- --------- -------
SIMPLE TERRAIN 715.3 800. 0.
BLDG. CAVITY-1 3168. 142. -- (DIST = CAVITY LENGTH)
BLDG. CAVITY-2 1691. 101. -- (DIST = CAVITY LENGTH)
Ejecución automática:
SCREEN3 puede ejecutarse también utilizando un archivo de control para evitar tener que responder todas las preguntas cada vez que lo ejecutamos. Para eso necesitamos el archivo SCREEN.DAT, si lo abrimos veremos algo así:
CORRIDA DE EJEMPLO CON BUILDING DOWNWASH
P
100.0
100.0
2.000
15.00
450.0
293.0
.0000
1
Y
80.00
80.00
100.0
N
N
1
Y
100.00, 1000.00
N
N
este archivo contiene las respuestas a las preguntas del SCREEN3 de forma secuencial.
Para ejecutarlo con estas opciones tenemos que ingresar por terminal a la carpeta donde se encuentra SCREEN3.exe y SCREEN.DAT, por ejemplo, si la carpeta se encuentra en C:/Users/MCA_tutorial/screen3 hay que tipear:
chdir C:/Users/MCA_tutorial/screen3
el comando chdir (de change directory) en windows sirve para cambiar el directorio de trabajo. Esto nos permite tener fácil acceso a los archivos que se encuentran en la carpeta de interés.
Luego para ejecutarlo:
SCREEN3.exe < SCREEN.DAT
El programa se ejecutará y va a crear un nuevo archivo SCREEN.OUT.