Definição e princípio
O método do ponto de bolha é o mais utilizado para a determinação do tamanho dos poros. Ele se baseia no fato de que, para um determinado fluido e tamanho de poro com um molhamento constante, a pressão necessária para forçar uma bolha de ar através do poro é inversamente proporcional ao tamanho do orifício.
A teoria da capilaridade afirma que a altura de uma coluna de água em um capilar é indiretamente proporcional ao diâmetro capilar.
Forças de tensão superficial sustentaram a água no capilar e à medida que seu diâmetro fica menor, o peso na coluna de água fica maior. A água pode ser empurrada para baixo numa pressão que tem a mesma altura equivalente à da coluna de água. Assim, ao determinar a pressão necessária para forçar a água a sair do capilar, o diâmetro do capilar pode ser calculado.
Na prática, o tamanho do poro do elemento filtrante pode ser estabelecido molhando o elemento com o fluido e medindo a pressão na qual o primeiro fluxo de bolhas é emitido da superfície superior do elemento.
Procedimento
O procedimento para o teste do ponto de bolha é descrito no Método F316 da American Society for Testing and Materials Standard (ASMT).
O topo do filtro é colocado em contacto com o líquido, o fundo com o ar, o suporte do filtro é ligado a uma fonte de pressão regulada. A pressão do ar é gradualmente aumentada e a formação de bolhas no lado do líquido é notada. Em pressões abaixo do ponto de bolha, o gás passa através do filtro apenas por difusão, mas quando a pressão é alta o suficiente para desalojar o líquido dos poros, o fluxo a granel começa e as bolhas serão vistas.
A pressão inicial de teste de bolha determina o tamanho (e localização) do maior orifício, a pressão do ponto de bolha aberto determina o tamanho médio dos poros do elemento. Este último pode ser afetado pela velocidade do fluxo, bem como pela pressão.
A relação teórica entre esta pressão de transição e a pressão do ponto de bolha é:
D = (4g x cos q) / P
where:
P = pressão do ponto de bolha
g = tensão superficial do líquido (72 dines/cm para água)
q = ângulo de contato líquido-sólido (que para água é geralmente assumido como zero)
D = diâmetro do poro
Desde que nenhum poro em um elemento filtrante prático é provável que tenha a forma de tubos capilares, é necessário introduzir um fator de correção de forma K na fórmula.
Desde que g e q são constantes, a fórmula pode ser simplificada pela introdução de um factor empírico K1 dependente do material filtrante e da forma das unidades empregados:
D = K1 / P
D é novamente o diâmetro médio máximo dos poros em mm.