Градиент солености

Рассмотренное выше отличие в характеристиках переноса соли и тепла приводит к возникновению интересных конвективных течений в воде, если по вертикали существует как градиент температуры dt/dx), так и градиент солености d /dx), где направление л по вертикали вверх считается положительным. Напомним, что dp/ds)t, р> О, где s — соленость. В зависимости от знака этих градиентов можно все возможные случаи классифицировать следующим образом [105] [c.421]

На рис. 6.9.8 показаны типичные профили солености и температуры. Поверхностная и аккумулирующая зоны, имеющие довольно равномерные распределения солености и температуры, разделены неконвективной градиентной областью, в которой присутствуют градиенты солености и температуры. Как показано на рис. 6.9.8, эти градиенты в общем нелинейны. При увеличении глубины возрастание температуры приводит к снижению плотности жидкости в градиентной зоне. Этому противодействует градиент солености, вызывающий увеличение плотности. [c.427]

В общем градиент солености достаточен, чтобы обеспечить стабилизирующий градиент плотности. От этого зависит успешная работа пруда. В противном случае возникнет общее конвективное движение, вода в пруду перемешивается и аккумулированная тепловая энергия теряется на поверхности. Более подробное описание работы солнечного пруда можно найти в работах [24, 36, 65. 86, 112]. [c.427]

Таблица 9.3.3. Характеристика течения и теплообмена для естественной конвекции около вертикальной поверхности при отсутствии градиентов солености или местного обращения выталкивающей силы, Рг =

Как показали исследования [63], расход воды на отмывку нефти от солей и количество образуемых сточных вод на установках ЭЛОУ можно сократить в 2—3 раза при рециркуляции части соленой воды по ступеням. Опыт эксплуатации ЭЛОУ с применением повторного использования воды показывает, что присутствие некоторого количества солей в промывной воде, поступающей на данную ступень, практически не влияет на эффективность работы установки. Это объясняется тем, что градиент солености между подаваемой промывной водой и водой, содержащейся в нефти, достаточно велик. На рис. 26 приведена зависимость остаточного содержания солей в нефти от количества промывной воды и ее солености . [c.135]

Соленая вода тоже имеет экстремум плотности (рис. 9.1.1). При давлении 0,1 МПа экстремум наблюдается до солености 26 %о. При больших значениях солености tu > и в равновесных условиях экстремум плотности отсутствует. Если имеются и градиент температуры, и градиент солености, то могут возникать как обращение местной выталкивающей силы, так и возвратное течение или полная инверсия конвекции. Создающиеся при этом течения очень интересны, но, как правило, очень сложны и не поддаются расчету. Основными уравнениями для таких течений служат общие уравнения (9.2.1) — (9.2.5). [c.549]

В работе (37) получено решение уравнений пограничного слоя при использовании системы координат, связанной с поверхностью раздела льда и воды. Получено соотношение, выражающее скорость вдува на этой поверхности. Кроме того, было отмечено, что основные уравнения (с соответствующими граничными условиями) допускают автомодельные решения. Однако остается неясным, на основании какого соотношения для плотности рассчитывалась выталкивающая сила. В работе [26] было найдено преобразование подобия для уравнений пограничного слоя при наличии как градиента температуры, так и градиента солености, причем было использовано соотношение для плотности (9.1.1). Однако каких-либо решений получено не было. [c.550]

При промежуточных температурах (около 5°С) заранее неизвестно, какое направление будет иметь свободноконвективное течение и какими определениями следует пользоваться, (9.4.24) и (9.4.25) или (9.4.26) и (9.4.27). Диапазон условий окружающей среды, соответствующий тому или иному случаю, определяли методом проб и ошибок. В определение W входят дополнительные параметры, обусловленные диффузией соли А, В, Q и Р. Величины А я В обычно малы по сравнению с единицей. Они выражают влияние местного уровня солености на рт и а. Величина PS является основным компонентом составляющей выталкивающей силы, обусловленной градиентом солености. Анализируя соотношение (9.4.20), можно видеть, что эта величина [c.553]

При таянии льда, образовавшегося из пресной воды, в соленой воде выталкивающая сила, обусловленная градиентом солености, всегда направлена вверх. В области 1а, где too С tm soo), величина R отрицательна и термическая составляющая выталкивающей силы также направлена вверх. В результате течение везде направлено вверх (рис. 9.4.2, а). В табл. 9.4.1 и 9.4.2 приведены расчетные значения параметров переноса в области 1а. На рис. 9.4.3 представлены расчетные профили скорости, полученные при S o = 10%о и 1, 2 и 2,5 °С, т. е. в области 1а. Кроме того, на рис. 9.4.3 приведены экспериментальные данные работы [6]. [c.556]

Солнечный пруд представляет собой мелкий бассейн с искусственной стратификацией, поддерживаемой градиентом плотности, который обусловлен противоположно действующими градиентами солености и температуры. На рис. 6.9.8 представлено поперечное сечение солнечного пруда и показаны профили солености и температуры. Глубина пруда может изменяться от долей метра до нескольких метров. Обычно наблюдаются три зоны сравнительно тонкий поверхностный слой, в котором происходит смешанная конвекция область со стабилизирующим градиентом плотности, в которой конвекция отсутствует придонная аккумулирующая зона совместной конвекции. Через среднюю зону тепло переносится только путем теплопроводности, поскольку в рассматриваемом диапазоне температур вода практически непрозрачна для теплового излучения. [c.425]

При такой постановке задачи можно достаточно гибко определять и Ог Е. В соответствии с особенностями численной схемы, использованной в работе [5], применялись два различных определения и При низких температурах (ниже примерно 5 °С) течение направлено вверх и основную роль играет большая по величине и направленная вверх составляющая выталкивающей силы, обусловленная градиентом солености. Поэтому ось X направляют вверх, а параметры 17 и определяют следующими соотношениями [c.553]

Накопление диоксида углерода в атмосфере за счет антропогенных и природных факторов неизбежно приведет к изменению газообмена между водами Мирового океана и приповерхностным слоем атмосферы. При расчете углеродного цикла важно учесть влияние градиентов солености и температуры на механизмы абсорбции и десорбции диоксида углерода. [c.56]

Градиенты солености и температуры равны [c.57]

При закритических числах Марангони поверхностный слой воды потеряет устойчивость и в жидкости возникнет конвективное перемешивание, которое будет стремиться выравнять градиенты солености и температуры. [c.61]

Рассматриваются и другие варианты использования солнечной энергии, аккумулированной в океане в форме энергии течений, волн, градиентов солености, приливов. Однако в России реализовано пока только использование приливов. [c.314]

Однако есть и другой способ переноса соли (или водяного пара)—молекулярная диффузия, которая происходит тогда, когда имеются градиенты солености (или водяного пара). Это очень медленный процесс, и поэтому он не учитывается в большинстве задач, рассматриваемых в настоящей книге. Диффузионный поток направлен против градиента величины 5, т. е. он переносит соль из области высокой концентрации в области с низкой концентрацией и равен [47, разд. 1.6] [c.88]

Если уравнение (4.9.2) или его эквивалентную форму со штрихами у переменных проинтегрировать по всему океану, то получим то же самое очевидное противоречие, как и в случае с уравнением механической энергии. На больших масштабах имеется приток через поверхность океана (так как соленость поверхности высока там, где имеется поток соли в океан, см., например, [104, рис. 68]), но потери соли за счет ди(] )фузии незначительны на больших масштабах. Как и в случае с энергией, имеет место перенос солености от одного масштаба к другому из-за нелинейного адвективного члена в (4.3.8), причем существенный вклад в правую часть (4.9.2) вносят очень малые масштабы. По оценке [743], среднеквадратичный градиент солености в верхнем слое океана в 1000 раз превосходит средний градиент. [c.107]

С другой стороны (см. разд. 3.7), Т можно заменить иа потенциальную температуру а а, р иа а, Если градиенты солености малы и температура уменьшается в направлении полюсов, то течения все сильнее отклоняются с глубиной в западном направлении. Проявлением этого фактора является полярное смеш ение центров субтропических антициклонических вихрей с глубиной. Его можно увидеть на рис. 7.8, а. [c.273]

В полярных морях большое значение имеет интенсивное зимнее охлаждение, вследствие которого конвекция в некоторых случаях, как, например, в Белом море, доходит до дна. В глубоких местах моря круглый год наблюдаются минимальные температуры, близкие к температуре замерзания, и соленость, характерные для поверхностных вод в предзимний период. Вследствие обильного берегового стока и таяния льдов в летнее время возникают большие вертикальные градиенты солености (25%о на поверхности и 33%о У дна). [c.171]

Эллисон и Тернер [44] косвенным методом определяли величины О ж V ъ трубе, где искусственно создавалось турбулентное движение соленой воды с вертикальным градиентом солености. При этих опытах также обнаружена тенденция [c.462]

Запасы энергия градиента солености, или осмоса (греч. толчок , давление ), по некоторым оценкам, не уступают тепловой энергии океана. Осмотическая энергия — наиболее таинственный , т. е. наименее очевидный вид энергии океана, поскольку наши органы чувств эту энергию не воспринимают. [c.4]

Как ввдно ю ркунка, соленость промывной воды в первой и второй ступа1ях достаточно нюкая, а градиент солености между исходной водой, поступающей с нефтью в данную ступень, и промывной водой — высокий. [c.98]

Таблица 9.3.2. Характеристики течения и теплообмена для естественной конвекции около вертикальной поверхности при отсутствии градиентов солености или местного обращения выталкивающей силы (С разрешения авторов работы [26]. 1978, ambridge University Press.)

Таблица 9.3.2. Характеристики течения и теплообмена для естест поверхности при отсутствии градиентов солености или местного обра (С разрешения авторов работы [26]. 1978, ambridg e University

На рис. 7.4 приведена схема электростанции, использующей искусственно создаваемое противодавление, для двух пар растворов— речная вода—морская вода и морская вода—концентрированный рассол. При использовании второй пары приходится применять дополнительный насос, обеспечивающий разбавление исходного концентрированного рассола. Здесь необходимо оговориться, что проект Лоуба рассчитан на использование градиента соленостей, который может быть получен при смешении вод Средиземного и Мертвого морей, что требует строительства примерно 40 км трубопровода. Схема может быть применена и для реализации потенциала соленостной энергии залежей ископаемой соли, В этом случае часть смешанного раствора может быть использована для ее растворения. Схема была исследована экспериментально. В качестве мембраны применены полые волокна из арома- [c.172]

Испарение и охлаждение воды с поверхности приводит к возникновению градиентов температуры и солености, что, в свою очередь, вызывает гидростатическую неустойчивость (конвекцию Рэлея) пограничного слоя. Физический механизм этого явления и особенности тонкой структуры плотностной микроконвекции в приложении к океаническим условиям описаны в работах [Гинзбург и др. 1978 1979 1981]. Однако известно, что соль, будучи поверхностно-инактивным веществом, увеличивает поверхностное натяжение на межфазной границе вода-воздух. При осолонении поверхностного слоя морской воды вследствие испарения возникающий градиент солености будет положительным и в этом случае создаются благоприятные предпосылки для развития халинно-капиллярной конвекции [Pearson, 1958]. [c.56]

Более радикален поиск принципиально новых технических решений не менее чем в 2 раза можно повысить КПД станций за счет использования более выгодных термодинамических циклов тепловых машин, еще большую выгоду может дать искусственное повышение перепада температур, при котором работают тепловые машины. Предложено несколько способов, основанных на физических и физико-химических явлениях. Первыми были предложены способы увеличения перепада температур за счет подогрева воды или в мелководных береговых бассейнах, или даже в открытом океане путем выделения части акватории с помощью сооружений, препятствующих теплообмену от поверхностных слоев воды к глубинным. Более эффективной оказалась концепция солнечных прудов, в которых за счет соленостной стратификации вод могут быть достигнуты еще большие, чем в обычных мелководных бассейнах, температуры (материал о солнечных прудах помещен в гл. 8, где речь идет об использовании градиентов солености). Здесь только скажем, что по ряду причин солнечные пруды имеют ограниченное применение и производительность. [c.78]

Возможности энергетики на градиентах солености (соленост-ная энергия, энергия смешения растворов с различной концентрацией, осмотическая энергия) впечатляют при смешении потока с расходом всего 1 м /с пресной воды с морской водой с соленостью около 35 %о может быть получена мощность более [c.165]

Д. Уик и Д. Айзекс из океанологического института Скриппс в 1978 г. Особенность их системы — наличие двух ступеней пре образования энергии на первой ступени станция работает ка) обычная ГЭС с высотной плотиной, разделяющей верхний и ниж ний бассейны, на второй — пресная вода нижнего бассейна откачи вается в море против градиента солености через осмотически мембраны осмонасосом (рис. 7.2). Нижний бассейн образова двумя дамбами, построенными в устье реки. Уровень воды в нел примерно на 100 м ниже, чем и в реке, и в море. Речная водг попадает в нижний бассейн через высоконапорную гидротурбину [c.170]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология