№ |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
11 |
12 |
13 |
14 |
15 |
16 |
17 |
z, мм |
32,7 |
30,4 |
29 |
27,4 |
25,8 |
24,3 |
22,7 |
21,1 |
19,5 |
13,7 |
12,1 |
8,9 |
7,3 |
5,7 |
4,7 |
3,1 |
1,5 |
Первые 35 минут температура воды практически постоянна и равна 25,4оС, затем наблюдается линейный спад температуры слоя воды со скоростью 0,2оС/мин. В момент времени 120 минут от начала эксперимента начинается расслоение температуры воды по высоте слоя. Нижняя группа датчиков (кривые 10-17) фиксирует почти одинаковую температуру Т ≈ 5оС, показания верхней группы датчиков (кривые 1-9) значительно расходятся, и к моменту времени 195 минут слой жидкости в области 19мм ≤ z ≤ 32,7мм расслоен по температуре с перепадом в ~5оС от +3оС до -2,2оС. Датчики на трех верхних уровнях (кривые 1− 3), фиксируют температуру ниже 0оС. На уровне самого верхнего датчика (кривая 1) температура опустилась до −2,4оС, на уровне второго и третьего температура равна −1,25оС и −1оС, соответственно. На уровне 4-го датчика (кривая 4) температура ~ +0оС. В момент времени 196 минут температура на уровне самых верхних датчиков (кривые 1−3) почти мгновенно возрастает до нуля, и далее, более плавно, возрастает, достигает максимума, и затем температура спадает почти линейно со скоростью 0,025оС/мин.
Максимумы температуры на разных датчиках достигаются в разное время: чем глубже расположен датчик, тем позднее. Температура воды на уровнях датчиков, расположенных ниже (кривые 4−9) в этот же момент времени плавно возрастает, достигает максимума, и, приблизительно с постоянной скоростью линейно убывает. Следует отметить, что температура верхнего датчика (кривая 1, z = 32,7 мм) сразу после резкого спада остается постоянной и равной 0оС довольно длительное время, приблизительно 2 минуты. Более заглублённые датчики этой особенности не фиксируют. Датчик, находящийся на уровне z = 13,7 мм (кривая 10) показывает аналогичное поведение температуры от времени, но амплитуда изменения мала, ~0,1оС. Сигналы с датчиков 11-17 таких особенностей в момент времени 196 минут от начала эксперимента не фиксируют.
На рис. 2.10 приведён увеличенный фрагмент графика с рис. 2.9.
Рис.2.10. Зависимости средней температуры от времени на фиксированных расстояниях от дна от времени |
На рис. 2.11 показаны профили температуры в слое воды по вертикали в различные моменты времени. При построении профилей учтены значения температуры на верхней (на уровне z = 33,7 мм) и нижней (на уровне z = 0 мм) границах. Кривая 1 (чёрная) соответствует моменту времени t =189,6 минут, т.е. до момента резких изменений температуры (t = 196 мин). При высотах больших 28,5 мм наблюдается отрицательная температура воды, т.е. вода находится в переохлажденном состоянии. Кривая 2 показывает распределение температуры в момент времени 198,1 мин, почти сразу после резких изменений температуры в верхней части объёма воды. Видно, что приповерхностный слой воды при z > 29 мм имеет температуру 0оС, что говорит о наличие льда в этом слое. Профили, приведённые для следующих времён t > 200 мин (кривые 3-7), показывают, что температура приповерхностной области постепенно становится отрицательной. К концу эксперимента область отрицательных температур начинается с уровня z = 27 мм.
Рис.2.11. Распределения температуры по высоте слоя воды в различные моменты времени: 1− t = 189,6 мин; 2 − 198,1; 3 − 203,5; 4 − 228,9; 5 − 240,5; 6 − 258,2; 7 − 272,1 мин. |
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.