Bolle CO2 e pressione di esercizio

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Joo
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Messaggio di Joo » 23/12/2018, 14:46

nicolatc ha scritto: Ipotizziamo però che in un caso la pressione della bombola sia doppia dell'altra,
l'erogazione non dipende dalla pressione della bombola, ma dalla taratura dei riduttori... 1° e 2° stadio; il primo indica solo la pressione della bombola, e non influisce sull'erogazione, il secondo la pressione di esercizio e la taratura vera e propria.

Se la taratura è uguale, indipendentemente dalla pressione della bombola, anche l'erogazione sarà uguale a parità di condizioni, ossia, senza resistenze passive.
Si deve essere in due per scoprire la verità: uno che la esprima e un altro che la comprenda.
(Gibran)

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Pisu
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Messaggio di Pisu » 23/12/2018, 14:51

nicolatc ha scritto: Mi riferivo al fatto che uscendo il doppio di bolle al minuto nel primo caso , in realtà nella zona tra uscita bombola e setto poroso la pressione fosse ben meno del doppio rispetto al secondo caso, e quindi anche la concentrazione nelle bolle che vediamo nel contabolle fosse ben inferiore al doppio rispetto al secondo caso.
:-?
Se la "pressione di resistenza" del micronizzatore la ipotizziamo a 2 bar, quella rimane.
Se aumentiamo l'erogazione non aumenta la pressione, ne è prova il fatto che aumentano le bolle in uscita, se diminuiamo si riduce anche il numero di bolle, proprio perchè nel nostro sistema la pressione di resistenza è da considerarsi una costante.
Ciò che pensiamo di sapere ci impedisce di imparare 

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MarcoBlu
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Messaggio di MarcoBlu » 23/12/2018, 14:53

nicolatc ha scritto: Mi riferivo al fatto che uscendo il doppio di bolle al minuto nel primo caso , in realtà nella zona tra uscita bombola e setto poroso la pressione fosse ben meno del doppio rispetto al secondo caso, e quindi anche la concentrazione nelle bolle che vediamo nel contabolle fosse ben inferiore al doppio rispetto al secondo caso.
Spè, non ci sto capendo più niente =))
Per:
nicolatc ha scritto: zona tra uscita bombola e setto poroso
Cosa intendi di preciso?

Se vuoi dire che non è detto che la pressione "post valvola di non ritorno" sia doppia, nel primo caso, rispetto a quella nel secondo caso, allora qui entra in gioco proprio la "caduta di pressione" sulla valvola di non ritorno, che è il fattore non prevedibile a priori perchè andrebbe misurata e varia in relazione alla portata di fluido che vi scorre

Aggiunto dopo 28 minuti 28 secondi:
Proviamo a chiarirci, altrimenti non ne usciamo.
L'esempio che sto prendendo in considerazione io è un impianto così composto:

[valvola a spillo] ---(p1)---> [manometro] ---(p1)---> [valvola di n.r.] ---(p2)---> [contabolle] ---(p2)---> [membrana del diffusore] --->(p atmosferica)

le p1, p2, sono le pressioni all'interno di quella parte di circuito, misurate rispetto alla pressione esterna (p. atmosferica).
Per "caduta di pressione" ai capi della valvola di non ritorno, parlo della differenza di pressione p1 - p2.
Tu @nicolatc intendi dire che un raddoppio della p1 non comporta necessariamente un raddoppio della p2, giusto?
Questo dipende dalla curva caratteristica (pressione e portata) della valvola di non ritorno e rimane ignota a meno di non diventare matti per misurarla =))
Ed è proprio questa l'incertezza che abbiamo nel dire che le bolle formatesi nel contabolle siano esattamente sottoposte ad una pressione doppia nel primo caso che avevi considerato ;)
Ricordo che il primo caso era quello in cui la p1 è doppia rispetto al secondo caso, e si suppone che anche il numero di bolle erogate sia conseguentemente doppio.
Si può dire che però la p2 aumenterà nel primo caso, rispetto al secondo, e idem il numero di bolle; l'aumento della portata di erogazione della CO2 non sarà quindi direttamente proporzionale all'aumento del numero di bolle, ma sarà maggiore a causa della maggiore p2 a cui esse sono sottoposte :-bd

Aggiunto dopo 12 minuti 5 secondi:
Pisu ha scritto: la pressione di resistenza è da considerarsi una costante.
Quella che tu chiami "pressione di resistenza" è quella che io chiamo "caduta di pressione" in analogia con i circuiti elettrici, e rappresenta la differenza di pressione ai capi di una parte di circuito necessaria a far passare una determinata portata di fluido.
Il rapporto tra caduta di pressione e portata di fluido possiamo chiamarlo "resistenza idraulica", sempre per fare un'analogia con i circuiti elettrici.
Per aumentare la portata di fluido che transita, occorre aumentare la differenza di pressione tra monte e valle, su quello non ci piove.
Quindi, quando aumentiamo la portata, la pressione p2 aumenta sicuramente, altrimenti non ci sarebbe un aumento di portata di fluido attraverso la membrana ;)

Tu forse vuoi dire che, per la membrana, caduta di pressione e portata non sono direttamente proporzionali, cioè che la resistenza idraulica non è lineare, ovvero che la membrana non consente il transito di fluido all'interno di essa se la differenza di pressione ai suoi capi (caduta di pressione) non supera un certo valore di soglia.
Questo è un comportamento non linare :-bd

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Messaggio di Pisu » 23/12/2018, 16:19

MarcoBlu ha scritto: Quella che tu chiami "pressione di resistenza" è quella che io chiamo "caduta di pressione" in analogia con i circuiti elettrici, e rappresenta la differenza di pressione ai capi di una parte di circuito necessaria a far passare una determinata portata di fluido.
Il rapporto tra caduta di pressione e portata di fluido possiamo chiamarlo "resistenza idraulica", sempre per fare un'analogia con i circuiti elettrici.
Per aumentare la portata di fluido che transita, occorre aumentare la differenza di pressione tra monte e valle, su quello non ci piove.
Quindi, quando aumentiamo la portata, la pressione p2 aumenta sicuramente, altrimenti non ci sarebbe un aumento di portata di fluido attraverso la membrana

Tu forse vuoi dire che, per la membrana, caduta di pressione e portata non sono direttamente proporzionali, cioè che la resistenza idraulica non è lineare, ovvero che la membrana non consente il transito di fluido all'interno di essa se la differenza di pressione ai suoi capi (caduta di pressione) non supera un certo valore di soglia.
Questo è un comportamento non linare
Spiegazione esaustiva ^:)^
Allora, più che altro io sottintendevo una cosa:
Il fatto che lavoriamo in un range di pressioni supponiamo di circa 1,8-2,2 bar (a seconda delle regolazioni) e quindi molto vicine.
Detto questo consideravo che le cadute di pressione (resistenza) abbiano una differenza minima, trascurabile, e quindi le davo entrambi come costanti nel nostro sistema.
Ma consideriamo invece che la resistenza del micronizzatore non sia una costante, e in effetti non lo è perché ora mi viene in mente un'altra cosa :-?
MarcoBlu ha scritto: Quindi, quando aumentiamo la portata, la pressione p2 aumenta sicuramente, altrimenti non ci sarebbe un aumento di portata di fluido attraverso la membrana
Verrebbe da pensare che per aumentare il numero di bolle bisogna dare più pressione aprendo la valvola a spillo...giusto? [-x
Ora sono io che mi perdo =))
In realtà succede proprio il contrario, perché quando apro di più la valvola a spillo aumentano sì le bolle, ma il manometro di bassa mi dice che la pressione è minore :-\
Ne deduco che la resistenza del micronizzatore è inversamente proporzionale alla pressione esercitata...ma non può essere #-o
Il concetto non è che sia proprio intuitivo [-(

Per capirlo penso che sia utile l'esempio del mobile...
Quando lo devo spostare devo vincere l'attrito, e serve molta forza, appena si sposta avrò bisogno di meno forza da applicare, e se aumento la velocità di spostamento l'attrito diminuirà ulteriormente e avrò bisogno di ancora meno forza...ecco, me lo so spiegare solo così :-??
Evidentemente nel nostro caso bisogna considerare anche la velocità del flusso che ha un'incidenza non indifferente. Questa velocità permette di vincere l'attrito (caduta di pressione, resistenza) del micronizzatore e serve meno forza (pressione) per aumentare il numero di bolle erogato.

Figata sto topic :D
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Messaggio di MarcoBlu » 23/12/2018, 17:20

Pisu ha scritto: In realtà succede proprio il contrario, perché quando apro di più la valvola a spillo aumentano sì le bolle, ma il manometro di bassa mi dice che la pressione è minore
Ne deduco che la resistenza del micronizzatore è inversamente proporzionale alla pressione esercitata.
Interessante questo aspetto, non ho esperienze su un impianto come il tuo (diffusore a membrana + manometro di bassa posto dopo alla valvola a spillo) per cui avevo ipotizzato un comportamento di un certo tipo.

Ora però, ragionandoci su (oggi sono particolarmente prolifico per ciò che riguarda il cazzeggio :)) ) mi è venuta in mente una cosa:
la membrana è formata da una struttura contenente migliaia di percorsi microscopici attraverso i quali può transitare il flusso di anidride carbonica.
Il comportamento di ogni singolo canale è verosimilmente come quello che avevo ipotizzato, ovvero: superata una pressione si soglia inizia il flusso di gas la cui portata è proporzionale alla differenza di pressione ai capi del canale, ovvero aumenta all'aumentare della portata.

Ora propongo la mia analisi;
ci sono altri 2 aspetti da considerare:

1) dopo lo "sforzo" iniziale per far partire il flusso di gas (pressione di soglia), è probabile che la pressione necessaria al mantenimento del flusso sia inferiore, ovvero che la resistenza idraulica diminuisca bruscamente con l'avvio del flusso. A flusso avviato poi, un aumento di pressione comporta ovviamente una aumento della portata. (ricordo che per pressione intendo sempre la differenza di pressione tra monte e valle).

Se ci fermassimo qui, il discorso rimarrebbe confinato all'avvio ed all'interruzione del flusso, e non alla regolazione dello stesso...
Tuttavia, in una struttura con migliaia di questi canali molto simili tra loro e posti in parallelo (ovvero sottoposti alla stessa differenza di pressione), cosa succede?
Come ricordo di aver osservato anche in una pietra porosa di un aeratore, quando si aumenta la portata di quest'ultimo, ciò che succede principalmente è un aumento del numero dei canali che si aprono e permettono all'aria di fuoriuscire (aumento del numero di punti in cui si vedono formarsi le bolle sulla superficie della pietra porosa), mentre l'aumento di portata del singolo canale è un effetto molto contenuto rispetto al primo.
Ecco che interviene il secondo aspetto:

2)questi micro-canali non si "aprono" tutti insieme, ma un po' alla volta, e l'aumento complessivo di portata attraverso la membrana è dato principalmente dal numero di canali che sono "aperti", più che dall'aumento della portata del singolo canale.

Ecco quindi che, ad ogni aumento di portata, nuovi canali iniziano a trasportare CO2.
Appena si apre un po' la valvola a spillo, la pressione sale leggermente per un tempo brevissimo, giusto sufficiente a vincere la pressione di soglia dei nuovi canali, e successivamente la resistenza idraulica complessiva della membrana cala ulteriormente (vedi punto 1, a causa del maggior numero di canali in parallelo che trasportano gas) e con essa la caduta di pressione complessiva ai suoi capi.

Forse stavolta ci siamo *-:) :D

Questo comportamento spiegherebbe molte cose e, nel circuito da me ipotizzato:
MarcoBlu ha scritto: [valvola a spillo] ---(p1)---> [manometro] ---(p1)---> [valvola di n.r.] ---(p2)---> [contabolle] ---(p2)---> [membrana del diffusore] --->(p atmosferica)
provocherebbe una pressione p2 pressochè costante (anzi, tendente ad abbassarsi con l'aumento della portata), ovvero renderebbe il valore della portata molto vicino all'essere direttamente proporzionale al numero di bolle al minuto, esattamente come sostiene @nicolatc :-bd

Bingo :ymparty: :ymparty: :ymparty:

Cambiando invece il sistema di scioglimento della CO2, le cose cambiano, tutto in funzione della caratteristica pressione/portata del diffusore/reattore.
Con un sistema venturi ad esempio, il canale è unico (ago da siringa) e lì la proporzionalità tra portata e numero di bolle non sarebbe più diretta ma probabilmente quadratica.


Che ne dite? :)
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Pisu (23/12/2018, 17:30) • nicolatc (23/12/2018, 17:43)
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Messaggio di Pisu » 23/12/2018, 17:30

Dico che sei riuscito a spiegare egregiamente ciò che avevo intuito col discorso del mobile \:D/
Ci scapperebbe anche un articolo, forse un po' troppo tecnico e solo accademico...poco utile ai fini pratici, ma adatto a chi è curioso e vuole approfondire.
Comunque spiega tutti gli aspetti che abbiamo presentato, bravo ;)

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Messaggio di MarcoBlu » 23/12/2018, 17:37

Pisu ha scritto: Ci scapperebbe anche un articolo, forse un po' troppo tecnico e solo accademico...poco utile ai fini pratici
Esatto, gli interessati a questo discorso credo che si possano contare sulle dita di una mano =))
Cmq è sempre interessante constatare quanto sia complessa una realtà apparentemente semplice @-)
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Messaggio di nicolatc » 23/12/2018, 17:46

E mettiamoci anche che quando apriamo "a manetta", le bolle che escono dal micronizzatore sono più grosse per cui a parità di gas uscito al minuto, il discioglimento in vasca è inferiore perché risalgono in superficie molto più velocemente! :))

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Messaggio di MarcoBlu » 23/12/2018, 17:51

nicolatc ha scritto: E mettiamoci anche che quando apriamo "a manetta", le bolle che escono dal micronizzatore sono più grosse per cui a parità di gas uscito al minuto, il discioglimento in vasca è inferiore perché risalgono in superficie molto più velocemente! :))
Già, e quello è probabilmente causato anche dall'aumento della portata di ogni singolo canale, oltre dal fatto che le piccole bollicine che si formano vicinissime potrebbero unirsi tra loro...
Ma questa è un'altra storia e le cose si complicano ulteriormente %-(

@Pisu, non avevo letto il tuo esempio del mobile!
Pisu ha scritto: Quando lo devo spostare devo vincere l'attrito, e serve molta forza
Questa in fisica si chiama forza di attrito statico, e serve una certa forza contraria di intensità almeno uguale per vincerlo;
applicando un forza inferiore, il mobile non si muove.
Ma una volta iniziato il moto dell'oggetto interviene la forza di attrito dinamico, che è inferiore a quella statica per basse velocità, ed aumenta proporzionalmente con la velocità di spostamento (per far muovere il mobile più velocemente occorre aumentare la spinta e mai il contrario ;) ).
Se vuoi approfondire cerca su google il significato del "coefficiente di attrito statico" e del "coefficiente di attrito dinamico" :-bd
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Messaggio di Joo » 23/12/2018, 18:10

MarcoBlu ha scritto: non avevo letto il tuo esempio del mobile!
Calza a pennello: attrito radente, poi interviene l'inerzia che ci aiuta un po' a spostare il mobile.
Mentre chi rema contro è la direzione della forza se diversa da quella dello spostamento (se non ricordo male coseno di alfa)
:-?
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