La loi de Henry
Henry's Law and Nanobubbles
La loi de Henry est l'un des principes fondamentaux qui explique pourquoi les générateurs de nanobulles fonctionnent si efficacement : elle établit un lien entre la pression du gaz, la solubilité du gaz et la formation et la dissolution des nanobulles dans l'eau.
Ce que dit la loi de Henry
La loi de Henry stipule qu'à température constante, la quantité de gaz dissous dans un liquide est proportionnelle à la pression partielle du gaz au-dessus du liquide. En pratique, cela signifie que lorsque l'eau est exposée à une pression de gaz plus élevée (oxygène, air, ozone, etc.), une plus grande quantité de gaz peut être forcée à entrer dans la solution ; lorsque la pression est relâchée, le liquide devient sursaturé et le gaz commence à ressortir sous forme de bulles.
De la sursaturation aux nanobulles
Les générateurs de nanobulles modernes exploitent cette relation pression-solubilité en faisant passer l'eau par des zones de haute et de basse pression, souvent en combinaison avec le cisaillement ou la cavitation. Sous haute pression, l'eau est chargée de gaz bien au-delà de sa concentration normale d'équilibre ; lorsque la pression baisse, au lieu de former uniquement de grosses bulles qui montent et s'échappent rapidement, une fraction du gaz se transforme en nanobulles qui restent dispersées et stables dans le liquide en vrac.
Pourquoi les nanobulles n'enfreignent-elles pas la loi de Henry ?
Selon la théorie classique, les très petites bulles devraient se dissoudre rapidement en raison de leur pression interne élevée, et leur teneur en gaz devrait suivre la loi de Henry avec le liquide environnant. De récentes études thermodynamiques et à l'échelle moléculaire montrent que les nanobulles peuvent être métastables : les interfaces chargées, la sursaturation locale et la structuration interfaciale de l'eau ralentissent la diffusion des gaz de sorte que le système respecte toujours la loi de Henry dans l'ensemble, mais le chemin vers l'équilibre complet est très lent.
Concevoir de meilleurs systèmes de nanobulles
Comme la solubilité des gaz dépend de la pression, de la température et du type de gaz, la loi de Henry fournit une carte de conception permettant d'optimiser les générateurs de nanobulles pour différentes applications. Par exemple, des pressions plus élevées et des températures plus basses augmentent la charge de gaz, tandis que le choix du gaz (oxygène, air ou autres gaz de traitement) influence la quantité qui peut être dissoute et la façon dont les nanobulles se comporteront dans l'irrigation, l'aquaculture ou le traitement de l'eau industrielle.
Connexion aux solutions acniti
Dans les systèmes pratiques tels que les générateurs de nanobulles acniti et les solutions basées sur les concentrateurs d'oxygène, l'objectif est d'utiliser la loi d'Henry pour pousser autant d'oxygène de haute pureté que possible dans l'eau, puis de convertir ce gaz dissous en nanobulles extrêmement fines et stables pour le transfert de masse et les gains d'efficacité du processus. En contrôlant soigneusement les niveaux de pression, le temps de contact et l'hydraulique de mélange, cet équipement peut fournir de l'eau avec un taux élevé d'oxygène dissous et une forte densité de nanobulles, améliorant ainsi l'utilisation de l'oxygène dans des applications allant de l'horticulture à l'aquaculture, en passant par l'oxydation avancée.
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