Transfer and accumulation of gases dissolved in water saturating a nonisothermal massif of a porous medium with water freezing zones
DOI:
https://doi.org/10.17072/1994-3598-2022-2-47-55Abstract
A one-dimensional problem of gas transport through a bubbly medium under the influence of a temperature wave is investigated taking into account freezing of the near-surface layer. Such freezing means the presence of a phase transition under the action of a temperature wave on the massif of the porous medium when the temperature goes below the freezing point of water. In this case, the Stefan problem is to be solved in order to obtain a nonstationary temperature distribution. With the knowledge of the temperature distribution in the massif at each moment of time, it is possible to take into consideration the influence of the temperature wave on the gas transport process. This process is described within the framework of the bubbly medium approximation. The calculation of the solubility of gas in water is based on the scaled particle theory. It is shown that a temperature wave causes the rise of an average flow of gases generated in the porous massif toward the surface, which leads to the effect of gas accumulation in the near-surface layer. The distribution of the gas concentration in the near-surface layer is obtained and the depth of this layer is estimated. In addition, the influence of the parameters of the problem on the accumulation effect is examined. The gas accumulation rate is found to be constant if the surface of the massif is at a temperature below the freezing point all year round and to decrease with an increase in the average surface temperature. At the same time, the accumulation rate increases with the intensification of gas generation in the porous massif.Downloads
Published
How to Cite
Issue
Section
License
Copyright (c) 2022 Bulletin of Perm University. Physics
This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.
Автор предоставляет Издателю журнала (Пермский государственный национальный исследовательский университет) право на использование его статьи в составе журнала, а также на включение текста аннотации, полного текста статьи и информации об авторах в систему «Российский индекс научного цитирования» (РИНЦ).
Автор даёт своё согласие на обработку персональных данных.
Право использования журнала в целом в соответствии с п. 7 ст. 1260 ГК РФ принадлежит Издателю журнала и действует бессрочно на территории Российской Федерации и за её пределами.
Авторское вознаграждение за предоставление автором Издателю указанных выше прав не выплачивается.
Автор включённой в журнал статьи сохраняет исключительное право на неё независимо от права Издателя на использование журнала в целом.
Направление автором статьи в журнал означает его согласие на использование статьи Издателем на указанных выше условиях, на включение статьи в систему РИНЦ, и свидетельствует, что он осведомлён об условиях её использования. В качестве такого согласия рассматривается также направляемая в редакцию справка об авторе, в том числе по электронной почте.
Редакция размещает полный текст статьи на сайте Пермского государственного национального исследовательского университета: http://www.psu.ru и в системе OJS на сайте http://press.psu.ru
Плата за публикацию рукописей не взимается. Гонорар за публикации не выплачивается. Авторский экземпляр высылается автору по указанному им адресу.