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Dichte eines Fluids

Kennkurven der Dichte für verschiedene Salinitäten. Quelle: Schröder et al.

 

Für die Dichte eines  Fluids ρF (fluid density) gilt:

Maßeinheit

kg m-3

Definition

Dichte ist die Masse pro Volumen. Sie wird von Druck und Temperatur beeinflusst. Reines Wasser hat unter Normal­druck seine größte Dichte bei 4 °C. Sie nimmt mit zunehmender Temperatur ab und mit an­steigendem Druck zu.

Bedeutung in der Geothermie

Bei normalen geothermischen Gradienten dominiert der Temperatureffekt geringfügig, so dass mit zunehmender Tiefe mit einer Abnahme der Dichte zu rechnen ist. Einem Aufstieg von heißem Wasser stehen jedoch im Allgemeinen eine mit der Tiefe ab­nehmende Gesteinsdurchlässigkeit und eine zunehmende Mineralisation der Wässer entge­gen.

Gelöste Salze

Neben Temperatur und Druck haben die in Lösung befindlichen Substanzen (Mineralisation), insbesondere Salze, einen großen Einfluss auf die Fluiddichte. Tiefenwässer können Gesamtlösungsinhalte (TDS) von über 100 g/kg aufweisen; damit nimmt auch die Dichte entsprechend zu. Auch Gase und insbesondere nichtkondensierbare Gase beeinflussen die Fluiddichten.

Wertebereich der Dichte von Wässern

0,8–1,5·103 kg m-3

Literatur

LIAG-Broschüre „Tiefe Geothermie – Grundlagen und Nutzungsmöglichkeiten in Deutschland"