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Evolución de las estructuras de la escalera en convección difusión

Published: September 5, 2018 doi: 10.3791/58316
Automatic Translation
1, 1, 1, 1
1State Key Laboratory of Tropical Oceanography, South China Sea Institute of Oceanology, Chinese Academy of Sciences

Summary

Difusión por convección (DC) se produce ampliamente en procesos naturales y aplicaciones de ingeniería, caracterizadas por una serie de escaleras con interfaces estratificadas y homogéneas capas convectiva. Un procedimiento experimental se describe para simular el proceso de evolución de la estructura de escalera de DC, incluyendo la generación, desarrollo y desaparición, en un tanque rectangular.

Abstract

Difusión por convección (DC) se produce cuando la vertical estratificado densidad es controlada por dos opuestos gradientes escalares que diffusivities moleculares muy diferentes, y los gradientes escalares difusividad más grandes y más pequeñas tienen positivo y negativo contribuciones para la distribución de la densidad, respectivamente. El CC ocurre en muchos procesos naturales y aplicaciones de ingeniería, por ejemplo, la oceanografía, la astrofísica y la metalurgia. En los océanos, una de las características más notables de DC es que los perfiles verticales de temperatura y salinidad son escalera-como la estructura, compuesta de pasos consecutivos con gruesas capas de convección homogéneas e interfaces relativamente delgadas y alta gradiente. Las escaleras de DC se han observado en muchos océanos, especialmente en el Ártico y océanos antárticos y juegan un papel importante en la circulación de los océanos y el cambio climático. En el océano Ártico, existen escaleras DC toda la cuenca y persistentes en los océanos superiores y profunda. El proceso de la DC tiene un efecto importante sobre la diapicna de mezcla en el océano superior y puede influir significativamente en el deshielo superficial. En comparación con las limitaciones de las observaciones de campo, experimento de laboratorio demuestra su ventaja única para examinar eficazmente los procesos dinámicos y termodinámicos en DC, porque pueden ajustarse estrictamente las condiciones de límite y los parámetros controlados. Aquí, un protocolo detallado se describe para simular el proceso de evolución de la estructura de escalera de DC, incluyendo su generación, desarrollo y desaparición, en un tanque rectangular con agua salina estratificado. La disposición experimental, proceso de evolución, análisis de datos y discusión de resultados se describen en detalle.

Introduction

Doble difusión convección (DDC) es uno de los más importantes procesos de mezcla vertical. Ocurre cuando la distribución de densidad vertical de la columna de agua estratificada es controlada por gradientes de dos o más componentes escalares de direcciones opuestas, donde los componentes tienen distintamente diferente diffusivities molecular1. Ocurre ampliamente en Oceanografía2, ambiente3, geología4, Astrofísica5, ciencia de los materiales6, metalurgia7y ingeniería arquitectónica8. DDC está presente en casi la mitad del océano global, y tiene efectos importantes sobre los procesos oceánicos de varias escalas y cambios climáticos incluso9.

Hay dos modos primarios de DDC: dedo (SF) y la difusión por convección (DC) de la sal. SF se produce cuando un agua tibia y salada masa cubre agua más fresco, más fresco en el ambiente estratificado. Cuando el agua caliente y salado se encuentra por debajo del frío y de agua dulce, forman el DC. La característica notable de la DC es que los perfiles verticales de temperatura, salinidad y densidad están escalera-como, compuesto por alternante convectiva capas e interfaces delgadas, fuertemente estratificadas homogénea. C.C. ocurre principalmente en los océanos de alta latitud y algunos salares interiores, como el Ártico y los océanos Antártico, el mar de Ojotsk, el mar rojo y África lago Kivu10. En el océano Ártico, existen escaleras DC toda la cuenca y persistentes en el superior y profundos océanos11,12. Tiene un efecto importante en la diapicna mezcla en el océano superior y pueden influir significativamente en el hielo-derretir, que recientemente despierta a más interés en la comunidad de Oceanografía13.

La estructura de escalera de DC fue descubierta en el océano Ártico en 196914. Después de eso, Padman & Dillon15, Timmermans et al. 11, Sirevaag y Fer16, Zhou & Lu12, Guthrie et al. 17, Bebieva y Timmermans18y Shibley et al. 19 midió las escaleras DC en diferentes cuencas del océano Ártico, incluyendo la vertical y escala horizontal de la capa convectiva y la interfaz, la profundidad y el espesor total de la escalera, la vertical traspaso térmico, los procesos de CC en eddy de mesoescala y los cambios temporales y espaciales de las estructuras de la escalera. Schmid et al. 20 y Sommer et al. 21 observa las escaleras DC usando un analizador de la microestructura en el lago Kivu. Informó las características de la estructura principal y flujos de calor de DC y en comparación con los flujos de calor medido con la fórmula paramétrica existente. Con ordenador mejora de velocidad de procesamiento, recientemente se han realizado las simulaciones numéricas de DC, por ejemplo, para examinar la interfaz de estructura e inestabilidad, transferencia de calor a través de la interfaz, evento de fusión de la capa y así sucesivamente22, 23 , 24.

La observación del campo ha mejorado enormemente la comprensión del océano DC para oceanógrafos, pero la medida es fuertemente limitada por instrumentos y entornos de indeterminado flujo oceánico. Por ejemplo, la interfaz de CC tiene una escala vertical extremadamente pequeña, más delgado que 0,1 m en algunos lagos y océanos25, y son necesarios algunos instrumentos especiales de alta resolución. El experimento de laboratorio muestra sus ventajas únicas en la exploración de las leyes fundamentales de la dinámicas y termodinámicas del DC. Con un experimento de laboratorio, uno puede observar la evolución de la escalera de la DC, medir la temperatura y la salinidad y proponer algunas parametrizaciones para la aplicaciones oceánicas26,27. Además, en un experimento de laboratorio, las condiciones y parámetros de controlados son fácilmente ajustar como sea necesario. Por ejemplo, Turner primero simuló la escalera de la DC en el laboratorio en 1965 y propuso una parametrización de la transferencia de calor a través de la interfaz difusiva, que se actualiza con frecuencia y se utiliza extensivamente en las en situ observaciones oceánicas28 .

En este documento, un protocolo experimental detallado se describe para simular el proceso de evolución de la escalera de la DC, incluyendo la generación, desarrollo y desaparición, en agua salina estratificado calentado desde abajo. La temperatura y la salinidad son medidos por un instrumento de micro escala, así como las escaleras de DC está supervisadas con la técnica de shadowgraph. La disposición experimental, proceso de evolución, análisis de datos y discusión de resultados se describen en detalle. Alterando las condiciones iniciales y límite, la presente disposición experimental y el método pueden utilizarse para simular otros fenómenos oceánicos, tales como la convección oceánica horizontal, erupciones hidrotermales profundas, profundización de la capa de mezcla superficial, el efecto de submarino de geotermia en la circulación oceánica y así sucesivamente.

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Protocol

1. trabajo de tanque

Nota: El experimento se lleva a cabo en un tanque rectangular. El depósito incluye las placas superior e inferior y una pared lateral. Las placas superior e inferior están hechas de cobre con superficie galvanizado. Hay una cámara de agua dentro de la placa superior. Una almohadilla de calefacción eléctrica se inserta en la placa inferior. La pared lateral está fabricada en plexiglás transparente. El tamaño del tanque es Lx = 257 mm (longitud),y = 65 mm (ancho) y Lz = 257 mm (altura). El espesor de la pared lateral es de 9,5 mm.

  1. Limpie las placas de cobre y la pared de plexiglás cuidadosamente con agua destilada.
  2. Ensamble del tanque con tornillos para asegurar que el depósito es a prueba de agua.
  3. Establecer un marco apoyo de acero inoxidable (altura de 150 mm) sobre una mesa óptica y fijar el tanque por arriba de la estructura con un aislante losa, que limita la salida de calor del tanque de trabajo a la mesa.
  4. Inserte tres termistores (estabilidad de temperatura de 0,01 ° C) en cada placa y unirlos con un multímetro digital. Tenga en cuenta que estos termistores se utilizan para monitorear las temperaturas de las placas superior e inferior.
  5. Coloque una Micro escala de conductividad y temperatura instrumento (MSCTI) dentro del tanque y conectarlo a una adquisición de datos multifunción (MDA). Fijar la MSCTI a una etapa de traducción precisión motorizada (MPTS).
    : Nota que la MSCTI se puede mover hacia arriba y hacia abajo por el movimiento vertical, por lo que se obtienen los perfiles de temperatura y salinidad del fluido de trabajo. Aquí, el MSCTI tiene estabilidad de temperatura de estabilidad 0.01 ° C y salinidad de 1%. El MPTS tiene exactitud posicional de 0.005 milímetros.
  6. Configure los parámetros en los correspondientes programas de software del Multímetro Digital y la adquisición de datos multifunción, tales como tasas de muestreo, canales de adquisición de datos y rutas de almacenamiento. Aquí, establecer las tasas de muestreo del multímetro digital y la adquisición de datos multifunción como 1.0 y 128 Hz, respectivamente.
  7. Configurar los parámetros de movimiento en el programa de software de las MPTS, incluyendo la posición inicial, las posiciones mínima y más, moviendo la velocidad y la aceleración de la MSCTI. Aquí, defina la velocidad de movimiento y aceleración como 1 mm/s y 0.5 mm/s2y las posiciones mínima y más como 20 y 220 mm sobre la placa inferior. Esto conduce a un período de tiempo de las MPTS de 404 s para una medición de arriba-abajo. Establecer la posición inicial de la MSCTI en la posición más baja.
  8. Mantener la temperatura casi constante alrededor de 24 ° C con dos Aires acondicionados alta potencia (energía de trabajo de 3000 W).

2. óptica aparato

Nota: Durante el experimento, la evolución de la escalera de DC controlarse con la técnica de shadowgraph, que se ha cumplido con los procedimientos siguientes

  1. Coloque un pedazo de papel de calco (25,7 cm x 25,7 cm) en el exterior del tanque.
  2. Utilice una lámpara de haz estrecho como la fuente de luz. Coloque la fuente de luz cerca de 5 m lejos del otro lado del tanque, por lo que se puede generar una luz casi blanca y colimada. Tenga en cuenta que durante el experimento el DC fluido estructura en capas está iluminada en el papel debido al cambio de densidad (correspondiente al cambio de índice de refracción) del fluido.
  3. Colocar una videocámara de alta velocidad en el mismo lado del papel. Es cerca de 1 m de distancia del tanque para que las estructuras de capas con el depósito del mismo tamaño pueden grabarse.
  4. Establecer la frecuencia de muestreo de la cámara. Tenga en cuenta que la frecuencia de muestreo debe ser adecuada capturar el detalle de las evoluciones de la escalera. Aquí, la frecuencia de muestreo de la videocámara es 25 Hz.
  5. Encienda la lámpara y la videocámara y ajustar un poco sus pociones y distancias asegurar imágenes claras y que puede ser capturada por la videocámara.

3. fluido de trabajo

  1. Preparar las aguas salinas y frescas en dos tanques.
    1. Únete a dos tanques rectangulares idénticos (tanque A y tanque B) por un tubo flexible (a 10 cm de longitud, 6 mm de diámetro interno y 10 mm de diámetro exterior) de la parte inferior de cada uno.
    2. Llenar tanque A con agua salada, su concentración en masa de sal (es decir, salinidad) es de 60 g/kg en este ejemplo.
    3. Llene el tanque B con un volumen igual de agua dulce de gaseados y utilice un agitador magnético eléctrico continuamente homogeneizar el líquido.
    4. Mantenga la temperatura inicial del fluido en ambos tanques igual a la temperatura ambiente (24 ° C).
  2. Establecer la estratificación de la densidad lineal en el tanque de trabajo.
    1. Utilice el método de doble tanque29 para establecer una estratificación inicial lineal del agua salina en el tanque de trabajo.
    2. Coloque el tanque A y B a la misma altura, que es 30 cm más alto que el tanque de trabajo. Únete a tanque B y el tanque de trabajo con otro tubo flexible (a 50 cm de longitud, 2 mm de diámetro interno y 5 mm de diámetro exterior) de sus fondos. Debido a la diferencia de presión de fluido en estos dos tanques, el líquido en el tanque B se puede inyectar lentamente dentro del tanque de trabajo.
    3. Controlar la velocidad de flujo con una bomba peristáltica en 0,45 mL/s. Nota todo el tiempo de llenado de agua para el tanque de trabajo es aproximadamente 3 h. calcular la salinidad en la parte inferior del tanque de trabajo basada en29
      Equation 1(1)
      donde SA, V y V0 son salinidad del tanque A, el volumen final del fluido del tanque de trabajo y el volumen inicial de líquido del tanque A (o B), respectivamente. Con la salinidad en la parte inferior SB y el agua dulce en la parte superior, es la frecuencia de la flotabilidad de estratificación inicial N0
      Equation 2(2)
      donde g es la aceleración de la gravedad, ρ0 es la densidad de referencia, y β es el coeficiente de contracción de salinidad. Nota N0 se calcula como 1.14 rad/s en este ejemplo.

4. ejecución del experimento

  1. Establecer las condiciones de contorno para el tanque de trabajo.
    1. Conecte la cámara de agua de la placa superior un circulador refrigerado con ocho tubos suaves plástico uniformemente distribuidos (150 cm de longitud, 10 mm de diámetro interior y 15 mm de diámetro exterior). Tenga en cuenta que la temperatura de la placa superior depende de la temperatura del circulador refrigerado. Ajuste la temperatura de la placa superior para ser igual a la temperatura ambiente (24 ° C).
    2. Conecte la almohada eléctrica dentro de la placa de fondo a una fuente de corriente directa. Nota un flujo de calor constante se suministra al fluido de trabajo durante este experimento, que se calcula como
      Equation 3(3)
      donde U, R y A la tensión suministrada, resistencia eléctrica y área eficaz de la calefacción eléctrica almohadilla, respectivamente. En este ejemplo, la resistencia y el área eficaz son ohmios 44,12 y 1.89 × 10-2 m2. Ajustar la tensión suministrada, de 60 V, para que el calor total del flujo Fh es 4317 W/m2.
  2. Encienda la videocámara para grabar el patrón de flujo.
  3. Encienda el Multímetro Digital, adquisición de datos multifunción para controlar la temperatura de las placas superior e inferior y la temperatura y la salinidad del fluido usando el MSCTI.
  4. Encienda el MPTS para mover el MSCTI arriba y abajo para lograr los perfiles de temperatura y salinidad del fluido de trabajo.
  5. Encienda el circulador refrigerado y la fuente de corriente directa para lograr las condiciones de límite superior e inferior del fluido de trabajo.
    Nota: Recuerde que el experimento entero experimentará la generación, desarrollo, mergence y desaparición de la escalera de la DC, y durará unas 5 horas. Después de la desaparición de todo escaleras DC, apague la fuente de corriente directa, circulador refrigerado, MPTS, Multímetro Digital, adquisición de datos multifunción y videocámara a su vez.

5. procesamiento de datos

  1. Imagen de Shadowgraph
    1. Utilizar un programa de Matlab para convertir el video grabado por la cámara a las imágenes sucesivas para su posterior análisis. Adaptar estas imágenes para acentuar el patrón de flujo dentro del tanque. Ajustar la intensidad de la imagen digital como (x, z), donde (x, z) denota las coordenadas horizontales y vertical con el origen en la esquina inferior izquierda de la imagen. Tenga en cuenta que (x, z) varía en (0, 1) con nivel de gris de 256. Normalizar cada imagen por una imagen de fondo30
      Equation 4(4)
      donde Equation 5 es la intensidad de la imagen promedio sobre 10 imágenes tomadas antes de la refrigeración y calefacción se aplica, Equation 6 denota la intensidad de la primera imagen deth . De esta manera, pueden eliminarse los defectos fijos en las imágenes. Para examinar la evolución temporal del modelo DC, cada imagen se puede convertir en un perfil de la fluctuación de intensidad vertical solo, Equation 7 , mediante el cálculo de la fluctuación de intensidad de imagen (es decir, raíz cuadrada media de intensidad) a lo largo de la dirección horizontal Equation 7 . Trazar los perfiles de la fluctuación de intensidad Equation 7 de las imágenes sucesivas junto con aumentar el tiempo de mostrar las evoluciones de las escaleras de la DC.
  2. Perfiles de temperatura y salinidad
    1. Nota: en este experimento los perfiles verticales de temperatura y salinidad del fluido de trabajo se miden por la MSCTI de movimiento arriba-abajo. Calcular la altura temporal, sistema de la MSCTI con la media móvil velocidad w, tiempo t, la partida tiempo t0 (correspondiente a la posición más baja), la más baja posición hL y más alta la posición hH, como
      Equation 8(5)
      donde Equation 9 es el MSCTI pasar período de posición (más bajo) (más alto) a más alta más baja, n y δ son parte integral y fraccionario, respectivamente. Entonces calcular el sistema de altura temporal como
      Equation 10(6)
      Nota en la ecuación (6), si n es par, el MSCTI está en movimiento de lo contrario la MSCTI va hacia abajo. Parcela la temperatura de la serie de tiempo T(t) y la salinidad s (t) en términos de altura sistema para obtener los perfiles verticales de temperatura y salinidad.

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Representative Results

La figura 1 muestra el esquema de la instalación experimental. Sus componentes se describen en el protocolo. Las partes principales se muestran en la Figura 1a y el tanque de trabajo detallado se muestra en la Figura 1b. La figura 2 muestra los cambios de temperatura en la parte inferior (Tb, la curva roja) y las placas de la parte superior (Tt, la curva negra). Se indica que la temperatura de las dos placas son casi lo mismo que la temperatura ambiente (24 ° C) inicialmente. En t = 641 s, tapa de enfriamiento y calefacción de fondo se aplican. Entonces, Tb comienza a aumentar rápidamente, entre 24 ° C a 57 ° C, mientras que Tt es casi constante hasta que el tiempo llegue a s 7683. Durante este intervalo de tiempo, se espera que el calentamiento se transfiere hacia arriba a los líquidos, pero no ha llegado a la placa superior. Aproximadamente t = 8000 s, Tb alcanza su máximo, 57 ° C, y Tt comienza a aumentar gradualmente, lo que implica que el calentamiento de la parte inferior alcanza la placa superior. De entonces encendido, el tanque todo es completamente lleno de estructuras de escalera de CC. Luego la temperatura de la placa inferior comienza a disminuir y la temperatura de la placa superior continúa aumentando. Aproximadamente t = 14800 s, Tb y Tt cambian abruptamente, que corresponde a la desaparición de la última interfaz dentro del tanque. Posteriormente, Tb y Tt acercan a valores constantes, donde el estado de flujo constante entera pertenece a convección de Rayleigh-Bénard26.

Figura 3a muestra una imagen de shadowgraph instantáneo en t = 3375 s. Hay tres interfaces y tres capas de convección en el tanque. En la capa convecting, la densidad del fluido es homogénea, mientras que en la interfaz, gran densidad (o índice de refracción) gradiente existe, que produce la fluctuación de la intensidad de la luz fuerte. Figura 3b muestra el perfil de la fluctuación de intensidad Equation 7 , donde las posiciones de Equation 7 picos se corresponden a los de las interfaces. C de la figura 3 muestra el perfil de la fluctuación de intensidad Equation 7 de imagen shadowgraph como función del tiempo Equation 7 . Exhibe la evolución temporal de la escalera de la DC en el experimento, acompañado de procesos dinámicos, es decir, la generación de capas, desarrollo y desaparición. Una vez que el sistema se calienta, una capa convecting forma y espesa poco a poco desde la parte inferior del sistema. Una interfaz de sharp se encuentra entre la capa convecting y el fluido estático arriba. Cuando el fondo convección capa alcanza un grosor determinado, una nuevas formas de capa convecting encima de la interfaz. Mientras tanto, las capas y las interfaces convecting migran hacia arriba. Un proceso similar continúa hasta que forme una nueva capa convecting encima de la interfaz superior. En el proceso de evolución, pueden combinar dos capas adyacentes o una capa es erosionada por el otro. En t = 8000 s, el tanque todo está ocupado por siete capas de convección. En adelante, la fusión de la capa es el único proceso y reduce gradualmente el número de capas. En t = 14800 s, solamente un solo rollo convecting existe en el tanque entero después de la última interfaz desaparece, y el estado de flujo convectivo acercarse una convección de Rayleigh-Bénard estable. Como se muestra en la figura 2 y figura 3 c, las variaciones de temperatura de las placas superior e inferior son correspondientes a los cambios dinámicos de las escaleras. En la figura 4se muestran los perfiles de salinidad y temperatura registrada. Tenga en cuenta que los perfiles de temperatura y salinidad se desplazan continuamente por 1,5 ° C, y 3.0 g/kg, respectivamente, para mejor aclarar. El intervalo de tiempo entre dos perfiles de vecino es 404 s. En esta figura, estos perfiles muestran claramente los cambios de la dinámica de las estructuras de la escalera. Los patrones de las escaleras se corresponden con las capas y las interfaces en las mediciones de shadowgraph (Figura 3C).

Figure 1
Figura 1. Esquema de la disposición experimental (a) componentes principales de la instalación experimental. (b) configuración del tanque de trabajo. Haga clic aquí para ver una versión más grande de esta figura.

Figure 2
Figura 2. Cambios de temperatura en el fondo (curva roja) y las placas de la parte superior (curva negra) durante el experimento. La curva gris indica la temperatura del ambiente. Haga clic aquí para ver una versión más grande de esta figura.

Figure 3
Figura 3. Imagen instantánea shadowgraph y post-processing imagen Shadowgraph (a) t = 3375 s, fluctuación de intensidad (b) a lo largo de la dirección de z, Equation 7 , de la intensidad de la imagen en la figura 3a, c Temporal evolución del patrón de DC con proyección de sombra de color Equation 7. La línea discontinua blanca corresponde al perfil mostrado en la figura 3b. Haga clic aquí para ver una versión más grande de esta figura.

Figure 4
Figura 4. Sucesivos perfiles de evolución DC. Superior: Perfiles de temperatura, inferior: perfiles de salinidad. Se aplican incrementos de temperatura de 1,5 ° C y salinidad de 3.0 g/kg entre los perfiles de vecinos. El intervalo de tiempo entre dos perfiles de vecino es 404 s. haga clic aquí para ver una versión más grande de esta figura.

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Discussion

En este trabajo se describe un protocolo experimental detallado para simular las estructuras termohalina C.C. escalera de un tanque rectangular. Una estratificación de densidad lineal inicial del fluido de trabajo se construye mediante el método de dos tanques. La placa superior se mantiene a una temperatura constante y la parte inferior en el flujo de calor constante. El proceso de la evolución entera de la escalera de la DC, incluyendo su generación, desarrollo, mergence y desaparición, son visualizados con la técnica de shadowgraph, y las variaciones de la temperatura y la salinidad son registradas por un sensor de alta precisión. Con estas medidas, uno puede no sólo observar cualitativamente los cambios de la escalera, sino también cuantitativamente analizar los cambios de temperatura, salinidad y densidad. Además, las variaciones del flujo de calor y espesor de capa pueden ser parametrizadas en situ aplicaciones oceánicas26,27. Algunos resultados experimentales representativos se muestran y discuten con las figuras.

En el paso 3.2, el tanque A tanque B y el tanque de trabajo están conectados durante el establecimiento de la estratificación de densidad lineal inicial para el tanque de trabajo. Por la ley de los vasos conectados, el líquido en el tanque A automáticamente fluye hacia el tanque B, y la tasa de flujo del tanque B en el tanque de trabajo es precisamente doble de tanque A tanque B, que puede dar lugar a un gradiente de densidad lineal vertical de la wor rey de fluido29. En el paso 5.1, se podría identificar la posición de cada interfaz basado en la fluctuación de intensidad máximo local del perfil de Equation 7 ; Esto es porque hay fluctuaciones de intensidad fuerte en las posiciones de las interfaces de DC.

En comparación con los anteriores experimentos de DC en la literatura, la configuración actual y el método pueden medir los perfiles de temperatura y salinidad y grabar las imágenes de líquido patrón síncrono. Las resoluciones temporales y espaciales son lo suficientemente altas como para capturar las interfaces delgadas así como otras estructuras turbulentas finas. La principal limitación de este método es que el intercambio de calor entre el interior y el exterior del tanque de trabajo no ha sido grabado, que además mejorará si el flujo de calor vertical exacta necesita ser medido.

Cabe señalar que en este experimento la estratificación de la densidad inicial y las condiciones de contorno puede fácilmente controlarse como necesaria para diversos propósitos. Algunas condiciones de trabajo complejas también se pueden lograr con un poco de ajuste, por ejemplo, la estratificación no lineal puede construirse modulando la relación de caudales de tanque A tanque B y de B el tanque al tanque de trabajo en los métodos de dos tanques29 . Por lo tanto, se espera que la presente disposición experimental y el método podrían aplicarse para simular otros fenómenos oceánicos, tales como la convección horizontal oceánica, erupciones hidrotermales profundas, profundización de la capa de mezcla superficial y efecto de submarino de geotermia en la circulación oceánica y así sucesivamente.

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Disclosures

Los autores no tienen nada que revelar.

Acknowledgments

Este trabajo fue apoyado por las subvenciones de NSF chino (41706033, 91752108 y 41476167), subvenciones Grangdong NSF (2017A030313242 y 2016A030311042) y LTO grant (LTOZZ1801).

Materials

Name Company Catalog Number Comments
Rectangular tank Custom made part
Plexiglas Custom made part
Electric heating pad Custom made part
Distilled water Multiple suppliers
Optical table Liansheng Inc. MRT-P/B
Thermiostors Custom made part
Digital multimeter Keithley Inc Model 2700
Micro-scale conductivity and temperature instrument (MSCTI) PME. Inc. Model 125
Multifunction data acquisition (MDA) MCC. Inc. USB-2048
Motorized precision translation stage (MPTS) Thorlabs Inc. LTS300
Tracing paper Multiple suppliers
LED lamp Multiple suppliers
Camcorder Sony Inc. XDR-XR550
De-gassed fresh water Custom made part
Saline water Custom made part
Flexible tube Multiple suppliers
Electric magnetic stirrer  Meiyingpu Inc. MYP2011-100
Peristaltic pump Zhisun Inc. DDBT-201
Refrigerated circulator Polyscience Inc. Model 9702
Plastic soft tube Multiple suppliers
Direct-current power supply GE Inc. GPS-3030
Matlab MathWorks Inc. R2012a

DOWNLOAD MATERIALS LIST

References

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Ciencias ambientales número 139 estratificaron por convección de fluidos difusivo escalera estructura técnica Shadowgraph convectiva de capa Interface
Evolución de las estructuras de la escalera en convección difusión
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Guo, S. X., Zhou, S. Q., Cen, X. R., Lu, Y. Z. Evolution of Staircase Structures in Diffusive Convection. J. Vis. Exp. (139), e58316, doi:10.3791/58316 (2018).

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