深水水合物泡沫中的温度效应
流体动力学
2016-09-23 v1 大气与海洋物理
摘要
本研究关注在贝加尔湖天然气水合物稳定带 (GHSZ) 内，甲烷气泡形成水合物泡沫期间的热质交换过程，以及随后将其在敞口容器中输送至湖面的过程。该泡沫是通过用陷阱/容器收集甲烷气泡而形成的。该陷阱是一个直径 70 mm、长 360 mm 的倒置玻璃烧杯。烧杯的开口底端用作从湖床上升气泡的入口。在 1400 m 深度处，所有进入陷阱的气泡均在此转化为固态水合物泡沫。陷阱中部安装了灵敏的温度计，记录陷阱内部的温度。陷阱内气泡的命运由摄像机记录。在 GHSZ 内以约 0.375 m/s 的速度上升期间，我们观察到在 1400 至 750 米的深度区间内，泡沫温度持续下降至负值水平。在 750 m 以上，温度下降转变为小幅增长。然而，一旦陷阱上升至 380 m 深度的 GHSZ 顶部边界上方，温度便急剧下降。降至负值 -0.25 oC 后，温度急剧稳定，并在陷阱到达水面之前不再变化。上升过程中温度的下降是由于气体对抗静水压力做功而导致的冷却。GHSZ 边界处的温度骤降归因于水合物分解吸收的热量。
引用
@article{arxiv.1609.07040,
title = {Temperature effects in deep-water hydrate foam},
author = {Alexander V. Egorov and Robert I. Nigmatulin and Aleksey N. Rozhkov},
journal= {arXiv preprint arXiv:1609.07040},
year = {2016}
}