Optimización Experimental de un Sistema de Generación de Burbujas Finas Tipo Venturi Basado en la Tasa de Absorción de Gas
Autores: Toma, Gabriel; Alcántara Avila, Jesús Rafael
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2025
Acceso abierto
Artículo científico
2025
Optimización Experimental de un Sistema de Generación de Burbujas Finas Tipo Venturi Basado en la Tasa de Absorción de Gas
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Mecánica
Palabras clave
Burbujas finas
Iso/tc 281
Burbujas de gas
Diámetro
Relación superficie-volumen
Potencial zeta
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 1
Citaciones: Sin citaciones
Las burbujas finas (FBs) son definidas por la ISO/TC 281 como burbujas de gas con un diámetro de menos de 100 m, y tienen propiedades interesantes como una alta relación superficie-volumen, baja flotabilidad, largo tiempo de residencia, carga eléctrica y efecto de auto-presurización. Típicamente, las FBs se caracterizan en términos de distribución de tamaño, concentración y potencial zeta a través de dispositivos de medición microscópicos y nanoscópicos especializados. Este trabajo propone un problema de optimización multiobjetivo para encontrar las condiciones óptimas para generar FBs a partir de mediciones macroscópicas experimentales en términos de oxígeno disuelto (DO). Luego, se realizan mediciones microscópicas detalladas en términos de distribución de tamaño y potencial zeta. Además, se imprimieron en 3D en casa dos generadores de burbujas finas (FBGs) tipo venturi para evaluar la relación entre la estructura interna y la generación de FBs. Los mejores FBGs tienen un obstáculo en la sección divergente que promueve la generación de FBs bajo las condiciones experimentales evaluadas. Bajo las mejores condiciones de operación, las FBs fueron estables durante 7 días con una distribución de tamaño entre 60 y 90 nm y un promedio de -21 mV.
Descripción
Las burbujas finas (FBs) son definidas por la ISO/TC 281 como burbujas de gas con un diámetro de menos de 100 m, y tienen propiedades interesantes como una alta relación superficie-volumen, baja flotabilidad, largo tiempo de residencia, carga eléctrica y efecto de auto-presurización. Típicamente, las FBs se caracterizan en términos de distribución de tamaño, concentración y potencial zeta a través de dispositivos de medición microscópicos y nanoscópicos especializados. Este trabajo propone un problema de optimización multiobjetivo para encontrar las condiciones óptimas para generar FBs a partir de mediciones macroscópicas experimentales en términos de oxígeno disuelto (DO). Luego, se realizan mediciones microscópicas detalladas en términos de distribución de tamaño y potencial zeta. Además, se imprimieron en 3D en casa dos generadores de burbujas finas (FBGs) tipo venturi para evaluar la relación entre la estructura interna y la generación de FBs. Los mejores FBGs tienen un obstáculo en la sección divergente que promueve la generación de FBs bajo las condiciones experimentales evaluadas. Bajo las mejores condiciones de operación, las FBs fueron estables durante 7 días con una distribución de tamaño entre 60 y 90 nm y un promedio de -21 mV.