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微纳米曝气机-太阳能微纳米曝气机
2021.11.27

纳米气泡特性
   微纳米气泡一般是指直径在50μm以下的气泡,其间直径在1μm以上的细小气泡被称为微气泡(micro—bubble),直径小于1μm且大于1 nm的超细小气泡被进一步称为纳米气泡(nano—bubble)。微纳米气泡不仅体积比一般气泡要小许多,而且具有如下不同于一般气泡的一些特别性质:
①比外表积大
气泡的体积和外表积的联系可以通过公式表示。气泡的体积公式为V=4π/3r3,气泡的外表积公式为A=4πr2,两公式兼并可得A=3V/r,即V总=n?A=3V总/r。也就是说,在总体积不变(V不变)的情况下,气泡总的外表积与单个气泡的直径成反比。依据公式,10微米的气泡与1毫米的气泡比较,在必定体积下前者的比外表积理论上是后者的100倍。空气和水的接触面积就添加了100倍,各种反应速度也添加了100倍。

②上升速度慢根据斯托克斯规律,气泡在水中的上升速度与气泡直径的平方成正比。气泡直径越小则气泡的上升速度越慢。从气泡上升速度与气泡直径的联系图可知,气泡直径1mm的气泡在水中上升的速度为6m/min,而直径10μm的气泡在水中的上升速度为3mm/min,后者是前者的1/2000。假如考虑到比外表积的添加,微纳米气泡的溶解才能比一般空气添加20万倍。
③本身增压溶解水中的气泡四周存有气液界面,而气液界面的存在使得气泡会遭到水的外表张力的效果。
关于具有球形界面的气泡,外表张力能紧缩气泡内的气体,然后使更多的气泡内的气体溶解到水中。
依据杨-拉普拉斯方程,?6?2P=2σ/r,?6?2P代表压力上升的数值,σ代表外表张力,r代表气泡半径。直径在0.1mm以上的气泡所受压力很小可以忽略,而直径10μm的细小气泡会受
0.3个大气压的压力,而直径1μm的气泡会受高达3个大气压的压力。微纳米气泡在水中的溶解是一个气泡逐渐缩小的进程,压力的上升会添加气体的溶解速度,伴跟着比外表积的添加,气泡缩小的速度会变的越来越快,然后终究溶解到水中,理论上气泡即将消失时的所受压力为无限大。



④外表带电
纯水溶液是由水分子以及少数电离生成的H+和OH-组成,气泡在水中构成的气液界面具有简单接受H+和OH-的特色,而且一般阳离子比阴离子更简单脱离气液界面,而使界面常带有负电荷。已经带上电荷的外表倾向于吸附介质中的反离子,特别是高价的反离子,然后形成安稳的双电层。微气泡的外表电荷发生的电势差常利用ζ电位来表征,ζ电位是决议气泡界面吸附功用的重要因素。当微纳米气泡在水中缩短时,电荷离子在十分狭小的气泡界面上得到了快速浓缩富集,表现为ζ电位的显着添加,到气泡决裂前在界面处可构成十分高的ζ电位值。

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