Ống phun vi bọt mịn Nakashima cho Tháp Nón trộn oxi tự chế tạo

https://nanobubbles.jp/oxygen-cones-downflow-bubble-contactors

Thiết bị hòa tan oxy dạng hình nón (hay còn gọi là thiết bị tiếp xúc bọt khí dòng chảy xuống) là các bình chịu áp lực hiệu suất cao, được sử dụng trong nuôi trồng thủy sản thâm canh để bão hòa nước với oxy tinh khiết ở mức vượt ngưỡng (supersaturation).

Khi kết hợp với bộ hòa trộn Venturi, thiết bị hình nón này mang lại hiệu suất vượt trội, với khả năng truyền khối khí-lỏng cao hơn nhiều—đạt hiệu suất sử dụng khí lên tới 93-95%—trong các Hệ thống Nuôi trồng Thủy sản Tuần hoàn (RAS) mật độ cao.

Các Nguyên lý Thiết kế Cơ bản

Thiết bị hình nón hòa tan oxy hoạt động dựa trên các nguyên lý động lực học chất lưu và áp suất để tối đa hóa khả năng hòa tan oxy:

*   Hình dạng Nón Ngược:Thân thiết bị hẹp ở phần trên và mở rộng dần về phía đáy, tạo ra sự thay đổi vận tốc dòng nước theo chiều thẳng đứng.
*   Cân bằng Vận tốc Giới hạn (Terminal Velocity): Khi nước chảy xuống, vận tốc dòng chảy giảm dần. Vận tốc này được điều chỉnh để cân bằng với tốc độ nổi lên của các bong bóng oxy, giữ chúng lơ lửng trong dòng nước cho đến khi hòa tan hoàn toàn.
*   Vận hành ở Áp suất Cao: Thiết bị thường hoạt động ở áp suất từ ​​2 đến 3 bar (30–45 psi), giúp tăng đáng kể giới hạn hòa tan của oxy theo Định luật Henry.

Tích hợp và Vận hành Venturi

Bộ hòa trộn Venturi đóng vai trò là cơ chế chính để trộn sơ bộ và nạp khí:

*  Tạo Dòng Động lực: Một máy bơm nước đẩy dòng nước có áp suất đi qua vòi phun Venturi (có cấu tạo thu hẹp rồi mở rộng), tạo ra vùng áp suất thấp (chân không) cục bộ.
*  Tạo Bọt khí Siêu nhỏ (Microbubble): Oxy tinh khiết (O2) được hút vào phần hẹp nhất (cổ) ​​của Venturi; tại đây, dòng chảy cắt nhỏ khí thành một lớp sương dày đặc gồm các bong bóng khí siêu nhỏ.
*   Nạp vào Thiết bị Hình nón: Hỗn hợp chứa oxy và có độ rối cao này đi vào cửa nạp phía trên của thiết bị hình nón với vận tốc lớn, bắt đầu quá trình hòa tan thứ cấp ngay lập tức dưới tác động của áp suất.

Các Ưu điểm Vận hành Chính

*  Hiệu suất Truyền khối Vượt trội: Đạt tỷ lệ hấp thụ oxy từ 93% đến 95%, gần như loại bỏ hoàn toàn lượng khí bị lãng phí.
*   Hỗ trợ Mật độ Nuôi cao: Duy trì an toàn nồng độ oxy hòa tan (DO) ở mức cao hơn nhiều so với độ bão hòa 100% mà không gây ra hiện tượng thoát khí nguy hiểm.
*   Thiết kế Nhỏ gọn: Cung cấp lượng lớn oxy cho khối lượng nước lớn trong khi thiết bị chiếm diện tích lắp đặt tương đối nhỏ.

Bằng cách tích hợp các loại vòi phun bọt khí mịn của Nakashima (như Ven X Mili-Microbubbler và Micro-Nanobubbler), chủ trang trại và kỹ sư có thể sử dụng các thông số kỹ thuật chính dưới đây để tự chế tạo thiết bị hòa tan oxy hình nón từ các vật liệu sẵn có tại địa phương.