Náttúrufræðingurinn - 1981, Page 144

8. mynd. Hliðrun hita- og þrýstingsferils
vegna uppstreymis i sjóðandi kerfi. Aður en
suða hefst er hiti vatnsins 260°C. Ferlarnir
eru reiknaðir samkvæmt jöfnum Donaldson
1968 fyrir þrjú gildi á hlutfalli rennslis og
lektar. — Uþward translation of the boiling
temþeralure and þressure curves due to uþflow of the
boiling fluid. The curves are calculated for three
different values of the ralio of flow to þermeability
(Donaldson 1968).
Þessi jafna gefur tilefni til nokkurra
hugleiðinga. A háhitasvæðum er h yfir-
leitt<0 þ. e. þrýstingur p0 nægir ekki til
að halda 5°C kaldri súlu uppi við yfir-
borð jarðar. í hæsta lagi má búast við
h = 0 eða uv/k <1,6-10'°kg/s m4. Ef
svæðið er 10 km2 og tapar 300 kg/s af
gufu og vatni ætti lóðrétt lekt ekki að
vera undir k = 2 md.
Hlutfallið uv/k = 3108kg/s m4 svarar
til h = -0,2d. Á uppstreymissvæði með
d = 2000 m stæði vatnsborð í 5°C kaldri
holu á 400 m dýpi. Sama uppstreymi uv
og í fyrra dæmi benti hins vegar til lóð-
réttar lektar k=100 md. Við sjáum á
þessum dæmum að jafnan getur verið
gagnleg til að meta lágmarkslekt á
uppstreymissvæði og með mælingum á
þrýstingi í holum er einnig unnt að meta
uppstreymið, þegar lektin er þekkt.
Gufa í sjóðandi kerfum
Uppstreymisstrókar háhitakerfa virð-
ast oft vera umluktir þéttri kápu um-
myndunar og útfellinga. Þrýstingur í
uppstreyminu er oftast lægri en í köldu
vatni umhverfis en kápan ver upp-
streymið fyrir innrás kalda vatnsins.
Eðlisástand háhitakerfisins innan káp-
unnar ræðst mest af þrýstingi. Hann
getur verið svo hár undir kápunni að
hann komi í veg fyrir suðu. Kerfið er þá
vatnskerfi. Hiti í miðju uppstreymi er
svo til jafn með dýpi, en vatnið kólnar
efst við kápuna og sígur niður með
henni. Nái vatn hins vegar að sjóða,
fylgir hitinn í uppstreyminu suðumarki
upp frá því. Örlög gufunnar, sem
myndast við suðuna, fara eftir þrýstingi
(James 1968, White o. fl. 1971, McNitt
1977). Varmaorka (enthalpy) mettaðrar
gufu er háð þrýstingi hennar og mest við
31 bar. Þá er hiti gufunnar 235°C. Gufa
við þennan þrýsting og hita er orkurík-
ari en mettuð gufa við lægri eða hærri
hita (9. mynd). Þessi eiginleiki hefur
mikil áhrif á stöðugleika jafnvægis í
sjóðandi kerfum. Gufa við þessi skilyrði
leitast við að stækka umráðasvæði sitt í
krafti orkunnar og er treg til breytinga.
Tökum fyrst sem dæmi suðu í upp-
streymi við hita hærri en 235°C. Hiti
fylgir suðumarksferli upp á við eftir að
suða er byrjuð. Gufan streymir hraðar
upp en vatnið. Þegar súlan léttist vegna
uppdrifs gufunnar getur svo farið, að
uppstreymi vatnsins stöðvist og það
286