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Ciao

Fisici accorrete

Quesito: supponiamo di avere due acquari uguali, in cui erogo in entrambi 30 bolle al minuto.
In uno ho un diffusore micronizzatore che ha bisogno di 2 bar per lavorare.
Nell'altro ho un diffusore venturi che lavora a pressione atmosferica.
Facciamo finta che abbiano la stessa efficienza di diffusione in acqua.

Secondo il mio ragionamento, nel primo acquario erogo il doppio della CO₂.

Questo è dovuto alla pressione doppia in cui si formano le bolle (prima del micronizzatore e quindi a 2 bar), che quindi sono più "compresse", e in una stessa bolla avrò una concentrazione doppia di CO₂. Se queste stesse fossero messe a pressione atmosferica si espanderebbero fino ad occupare il volume di due bolle.

E' giusto secondo voi?
E la cosa è lineare? Un gas a pressione doppia, in un dato volume, contiene il doppio delle molecole?

Se così fosse sarebbe comunque un dato utile in più

Pisu ha scritto: ↑E' giusto secondo voi?

Bella domanda!

Pisu ha scritto: ↑Secondo il mio ragionamento, nel primo acquario erogo il doppio della CO₂.

Che sia il doppio non lo so, e trovo abbastanza difficile quantificare il volume esatto, sicuramente è molto di più dell'altra erogazione.
Di fatto vedi passare due bolle di pari volume nella stessa unità di tempo, l'unica cosa che cambia è la pressione, e non è poco.
Anche se dovessimo conoscere la densità molecolare non è un calcolo che posso fare.

Per non sapere nè leggere e nè scrivere... l'unica cosa che mi viene in mente è quella di ricomporre le bolle micronizzate all'interno di un ulteriore contabolle a pressione ambientale, quindi contare numericamente la differenza.

Joo ha scritto: ↑Per non sapere nè leggere e nè scrivere... l'unica cosa che mi viene in mente è quella di ricomporre le bolle micronizzate all'interno di un ulteriore contabolle a pressione ambientale, quindi contare numericamente la differenza.

Urca
Non di semplice esecuzione...
Comunque era giusto una curiosità

@nicolatc..

Aggiunto dopo 8 minuti 15 secondi:
Secondo me il ragionamento fila, ma nell'acquario col diffusore da due bar avresti più CO₂ disciolta..

Pisu ha scritto: ↑E la cosa è lineare?

Sì, lo è per i gas perfetti, comportamento al quale si avvicinano tutti i gas con molecole "piccole":-bd , a meno di non arrivare a condizioni in cui si ha una transizione di fase (gas-liquido).
Per l'esempio di cui vogliamo parlare, è lineare

Pisu ha scritto: ↑Un gas a pressione doppia, in un dato volume, contiene il doppio delle molecole?

Sì, a parità di temperatura.
La relazione tra volume occupato, pressione esercitata, temperatura e quantità di gas è la legge universale dei gas perfetti:
PV=nRT dove n è il numero di moli di gas ed R è la costante universale dei gas.
Come vedi, al primo membro dell'equazione ci sono pressione e volume. Se il secondo membro (quanità di gas e temperatura) rimangono costanti, pressione e volume risultano inversamente proporzionali.
Ad esempio, se il volume raddoppia, la pressione si dimezza.
Riguardo al tuo caso, mantenendo costanti T, V ed ovviamente R, si evince che pressione e quantità di gas sono direttamente proporzionali

C'è un punto su cui ragionare però:

Pisu ha scritto: ↑micronizzatore che ha bisogno di 2 bar per lavorare.

Come li misuri quei 2 bar?
Se pensi di leggerli sul manometro di bassa p. del riduttore di pressione, quel valore è maggiore rispetto alla pressione che viene esercitata sulle bolle del contabolle.
Il manometro di bassa (almeno nel mio riduttore di pressione JBL) misura la pressione PRIMA della valvola a spillo. Quest'ultima, a meno che non sia completamente aperta, provoca una differenza di pressione a monte della stessa rispetto a quella a valle, ma è la pressione "a valle" quella che viene esercitata sulle bolle...
Quindi dovresti collegare un manometro nel tratto di tubo tra valvola a spillo e contabolle.
C'è poi da dire che nel contabolle spesso è presente una valvola di non ritorno che, pure lei, causa una leggera "caduta di pressione" (vedi analogia al circuito elettrico, se sei del mestiere), quindi la pressione effettiva sulle bolle sarebbe ancora leggermente inferiore.

Altra questione:
il manometro che usi probabilmente è una manometro differenziale e quindi misura la differenza di pressione tra il tubo a cui è collegato e la pressione atmosferica...
Se segna 2 bar significa che sono 2 in più di quella dell'ambiente in cui si trova, ovvero 2 + 1bar circa di pressione atmosferica.
Pressione totale = 3 bar (da inserire nella formula)
Mentre la pressione a cui lavora il venturi è di poco superiore a quella atmosferica, ovvero poco superiore ad 1 bar; questo significa, a parità di dimesioni delle bolle e di temperatura, che il contenuto sarebbe quasi 3 volte tanto e non 2

Ultimo appunto, le bolle dovrebbero essere prodotte dalle stesso identico contbolle, altrimenti rischiano di avere un volume differente

Aggiunto dopo 2 minuti 33 secondi:
Ah, un'altra cosa che mi è venuta in mente:
anche utilizzando lo stesso contabolle, se la pressione a cui si formano le bolle è diversa, potrebbe anche cambiare leggermente il volume delle bolle...
Insomma, non è da dare per scontato che le bolle abbiano sempre lo stesso volume ecco, andrebbe verificato...

Spiegazione più che esaustiva ^:)^

MarcoBlu ha scritto: ↑Come li misuri quei 2 bar?
Se pensi di leggerli sul manometro di bassa p. del riduttore di pressione, quel valore è maggiore rispetto alla pressione che viene esercitata sulle bolle del contabolle.
Il manometro di bassa (almeno nel mio riduttore di pressione JBL) misura la pressione PRIMA della valvola a spillo. Quest'ultima, a meno che non sia completamente aperta, provoca una differenza di pressione a monte della stessa rispetto a quella a valle, ma è la pressione "a valle" quella che viene esercitata sulle bolle...
Quindi dovresti collegare un manometro nel tratto di tubo tra valvola a spillo e contabolle.

Nel mio caso non credo, prova ne è che regolando la valvola a spillo ho una variazione sul manometro di bassa, quindi misura la pressione a valle della stessa. Però mi chiedo, che senso avrebbe averlo a monte? Non servirebbe a nulla

MarcoBlu ha scritto: ↑C'è poi da dire che nel contabolle spesso è presente una valvola di non ritorno che, pure lei, causa una leggera "caduta di pressione" (vedi analogia al circuito elettrico, se sei del mestiere), quindi la pressione effettiva sulle bolle sarebbe ancora leggermente inferiore.

C'è un aumento di pressione prima della sua apertura, ma quando si apre ciò che comanda la pressione dovrebbe essere solo in micronizzatore, o sbaglio?

MarcoBlu ha scritto: ↑Altra questione:
il manometro che usi probabilmente è una manometro differenziale e quindi misura la differenza di pressione tra il tubo a cui è collegato e la pressione atmosferica...
Se segna 2 bar significa che sono 2 in più di quella dell'ambiente in cui si trova, ovvero 2 + 1bar circa di pressione atmosferica.
Pressione totale = 3 bar (da inserire nella formula)
Mentre la pressione a cui lavora il venturi è di poco superiore a quella atmosferica, ovvero poco superiore ad 1 bar; questo significa, a parità di dimesioni delle bolle e di temperatura, che il contenuto sarebbe quasi 3 volte tanto e non 2

Giusto, in effetti a riposo segna zero e non uno (pressione atmosferica)

MarcoBlu ha scritto: ↑Ultimo appunto, le bolle dovrebbero essere prodotte dalle stesso identico contbolle, altrimenti rischiano di avere un volume differente

Ah certo, questo è un mio cruccio, stesso problema con le gocce di reagenti o fertilizzanti, si da sempre per scontato che siano identiche, invece dipende dalla loro densità e dal beccuccio da cui fuoriescono ma questa è un'altra storia...

Pisu ha scritto: ↑Nel mio caso non credo, prova ne è che regolando la valvola a spillo ho una variazione sul manometro di bassa, quindi misura la pressione a valle della stessa.

Esatto, durante l'erogazione, se hai il manometro di bassa che misura dopo la valvola a spillo, sucede proprio così

Pisu ha scritto: ↑che senso avrebbe averlo a monte? Non servirebbe a nulla

Nel mio caso (riduttore JBL) hai una vite a brugola per regolare la pressione mantenuta dal regolatore, ovvero quella segnata dal manometro di bassa, e poi hai la valvola a spillo per regolare il flusso.
Praticamente con la brugola regoli il valore di pressione massima che è necessaria per il diffusore/reattore, e poi con la valvola a spillo imposti la portata effettiva di fluido.

Questo serve appunto per fissare in maniera chiara la pressione massima a cui far lavorare l'impianto, ovvero quella che viene esercitata nei tubi nel momento in cui vi dovesse essere un'ostruzione totale dell'eventuale diffusore, oppure un'elettrovalvola che si chiude.
In quel caso la pressione del circuito, che sta a valle della valvola a spillo, sale gradualmente fino a pareggiare quella a monte, che nel mio caso è quella impostata sul regolatore di pressione ed è proprio quella segnata dal manometro di bassa pressione.

Insomma, sono scelte del costruttore...
Pensandoci, forse il manometro prima della valvola a spillo è una scelta forse più improntata alla "sicurezza", nel senso che evita che l'utente imposti una pressione troppo elevata senza accorgersene perchè in quel momento magari sta erogando CO₂

MarcoBlu ha scritto: ↑Nel mio caso (riduttore JBL) hai una vite a brugola per regolare la pressione mantenuta dal regolatore, ovvero quella segnata dal manometro di bassa, e poi hai la valvola a spillo per regolare il flusso.
Praticamente con la brugola regoli il valore di pressione massima che è necessaria per il diffusore/reattore, e poi con la valvola a spillo imposti la portata effettiva di fluido.

Questo serve appunto per fissare in maniera chiara la pressione massima a cui far lavorare l'impianto, ovvero quella che viene esercitata nei tubi nel momento in cui vi dovesse essere un'ostruzione totale dell'eventuale diffusore, oppure un'elettrovalvola che si chiude.
In quel caso la pressione del circuito, che sta a valle della valvola a spillo, sale gradualmente fino a pareggiare quella a monte, che nel mio caso è quella impostata sul regolatore di pressione ed è proprio quella segnata dal manometro di bassa pressione.

Insomma, sono scelte del costruttore...
Pensandoci, forse il manometro prima della valvola a spillo è una scelta forse più improntata alla "sicurezza", nel senso che evita che l'utente imposti una pressione troppo elevata senza accorgersene perchè in quel momento magari sta erogando CO₂

Ah ok, in pratica hai una regolazione in più. Nel mio caso, la "riduzione di pressione" del riduttore è pretarata

Pisu ha scritto: ↑Nel mio caso, la "riduzione di pressione" del riduttore è pretarata

Già, non ci ho pensato prima che potesse essere così
Nel tuo caso ovviamente non avrebbe proprio senso mettere il manometro di bassa come ce l'ho io
Ora torna tutto

Ragazzi, qualcosa mi sfugge...

Pisu ha scritto: ↑ che quindi sono più "compresse", e in una stessa bolla avrò una concentrazione doppia di CO₂

Ma la bolla di gas immersa in acqua ha una pressione interna in equilibrio con quella esercitata dall'acqua: in pratica, a parità di dimensione della bolla la concentrazione all'interno della bolla è sempre la stessa.
Una pressione più alta a valle (nella bombola) mi costringere a chiudere di più la valvola, oppure avrò un numero superiore di bolle al minuto in acqua.