Definitie en principe
De bubble point methode is de meest gebruikte voor het bepalen van de poriegrootte. Het is gebaseerd op het feit dat, voor een gegeven vloeistof en poriegrootte met een constante bevochtiging, de druk die nodig is om een luchtbel door de porie te dwingen omgekeerd evenredig is met de grootte van het gat.
De theorie van capillariteit stelt dat de hoogte van een waterkolom in een capillair indirect evenredig is met de capillaire diameter.
De krachten van de oppervlaktespanning hielden het water in het capillair omhoog en naarmate de diameter kleiner wordt, wordt het gewicht in de waterkolom hoger. Water kan weer naar beneden worden geduwd bij een druk die dezelfde equivalente hoogte heeft als die van de waterkolom. Door de druk te bepalen die nodig is om water uit het capillair te persen, kan dus de diameter van het capillair worden berekend.
In de praktijk kan de poriegrootte van het filterelement worden vastgesteld door het element met de vloeistof nat te maken en de druk te meten waarbij de eerste stroom bellen van het bovenoppervlak van het element wordt uitgestoten.
Procedure
De procedure voor de bellenpunttest wordt beschreven in American Society for Testing and Materials Standard (ASMT) Method F316.
De bovenkant van het filter wordt in contact gebracht met de vloeistof, de onderkant met lucht, de filterhouder wordt aangesloten op een bron van een geregelde druk. De luchtdruk wordt geleidelijk opgevoerd en de vorming van bellen aan de vloeistofzijde wordt waargenomen. Bij drukken beneden het borrelpunt passeert het gas alleen door diffusie over het filter, maar wanneer de druk hoog genoeg is om vloeistof uit de poriën te verdrijven, begint de bulkstroming en worden bellen waargenomen.
De aanvankelijke druk van de borreltest bepaalt de grootte (en de plaats) van het grootste gat, de open borrelpuntdruk bepaalt de gemiddelde poriegrootte van het element. Deze laatste kan zowel door de stroomsnelheid als door de druk worden beïnvloed.
De theoretische relatie tussen deze overgangsdruk en de borrelpuntdruk is:
D = (4g x cos q) / P
waar:
P = bellenpuntdruk
g = oppervlaktespanning van de vloeistof (72 dynes/cm voor water)
q = contacthoek vloeistof-vaste stof (die voor water in het algemeen wordt verondersteld nul te zijn)
D = diameter van de porie
Omdat geen enkele porie in een praktisch filterelement waarschijnlijk de vorm van een capillair zal hebben, moet in de formule een vormcorrectiefactor K worden ingevoerd.
Omdat g en q constant zijn, kan de formule worden vereenvoudigd door een empirische factor K1 in te voeren die afhankelijk is van het filtermateriaal en de vorm van de eenheden werknemers:
D = K1 / P
D is weer de maximale gemiddelde diameter van de poriën in mm.