Een vraagstukje over de combinatie lilypipe en co2-injectie...

[Akwarium]

De definitie klopt, maar dit is niet het mechanisme dat CO2 verspreidt binnen aquaria,

Nergens staat dat diffusie het primaire mechanisme is om co2 te verspreiden en constant benadruk ik het belang van veel circulatie. Het enige wat ik heb gezegd is dat zelfs al zou er geen stroming zijn, dan nog zou een concentratie verschil vanzelf verdwijnen dmv diffusie. Dat is een relatief traag proces, in de praktijk is er altijd stroming die veel meer voor vermening zorgt. Daar zijn we het wel over eens.

Dus laten we concluderen dat we het eens zijn dat:
1: stroming is het belangrijkste mechanisme om co2 (of welke andere stof dan ook) door het aquarium te verspreiden en bij de plant te krijgen.
2; diffusie is een traag proces, maar wel het belangrijkste proces waardoor CO2 in of het uit het water gaat, Of het nou uit een bel co2gas komt, of uit het bloed van een vis, naar de atmosfeer gaat of in een plantencel. elke keer is er sprake van diffusie.

Als je de uitstroom direct na binnenkomst in je aquarium richting een hoek van je aquarium zet, en vlak eronder zit de inlaat van je filter, dan is er totaal geen goede waterbeweging/stroming door je aquarium.

tuurlijk, en als de spraybar met de gaatjes direct tegen de ruit zit werkt het ook niet goed. Dus laten we er maar vanuit gaan dat alle gebruikte techniek werkt en correct geïnstalleerd is.

Verdraaien is totaal niet mijn bedoeling en doe ik volgens mij ook niet. Ik corrigeer je alleen als je de verkeerde aannames doet (snelle stroming zorgt voor minder CO2 opname) of verkeerde terminologie (diffusie ip convectie) gebruikt. Elkaar begrijpen start met het eens zijn over waar we het eigenlijk over hebben.
Ik haal dan inderdaad je argumenten onderuit. In mijn ogen is dat juist het doel van deze discussie. Ik ben het niet met jou eens en dus geef ik aan waarom jij geen gelijk hebt. Ik ben in ieder geval gewend als wetenschapper om op deze manier met elkaar van gedachten te wisselen. Het is ook absoluut niet aanvallend bedoeld, ik richt me gewoon graag op de inhoud en de feiten.

dan ga ik er maar vanuit dat je mijn punt de eerste keer gemist hebt;
Mbt tot de doorstroming en de reactor. Waarbij we er vanuit gaat dat het ding werkt en alle co2 dus oplost. het hoopt zich niet op in de reactor en wordt er ook niet uitgeblazen in gas vorm. Dan wordt de totale hoeveelheid co2 die wordt opgelost niet bepaalt door de hoeveelheid water die er doorloopt, maar door de hoeveelheid CO2 die er in wordt gelaten. Als ik per uur 5 gram CO2 in de reactor laat. belletje voor belletje. dan lost de reactor in 1 uur 5 gram CO2 op. ALs er in dat uur 100 liter water doorheen is gestroomd, dan heeft dat water bij de uitgang een CO2 gehalte van (gemiddeld) 50 mg/l hoger dan bij het ingaan van de reactor. Maar heb ik een pomp die er in dat uur 500 liter door heen pompt, dan is gemiddelde concentratie co2 in dat water bij de uitgang 10 mg/l hoger dan bij het ingaan van de reactor. Per liter geeft meer stroming dus wel degelijk een lagere toevoeging aan co2 als de doorstroming hoger is.
de totale toevoer van co2 is gelijk. Beide keren 5 gram per uur, maar het concentratie verschil voor en na de co2 reactor is kleiner bij meer stroming. Waardoor er dus ook minder sprake is van CO2-arm en rijk water.

Bij convectie stromen denk ik vooral aan waterbeweging die uitzichzelf ontstaat door opwarming en afkoeling ((bodem)verwarming, verdamping aan het oppervlak etc). verder noem ik het gewoon stroming of circulatie als het mechanisch wordt opgewekt. Wat mij opzich niet incorrect lijkt.

Dat heb ik gedaan. Maargoed nog een keer dan: Een spraybar is (voor zover mij bekend) het enige hulpmiddel dat kan garanderen dat er een hoge CO2 concentratie terecht komt op alle plekken in het aquarium. Dat komt doordat je met een spraybar de afstand tussen de uitlaat en de plant zo kort mogelijk maakt. Direct als CO2-rijk water uit de uitlaat komt begint de daling in CO2 gehalte en tegen de tijd dat het water bij de plant is kan de CO2 concentratie al flink gedaald zijn, tot 0 zelfs.
Met een lillypipe is er maar 1 uitstroom en is de 'cyclus' van het water zéér lang. Het water moet de hele bak (in de lengte) door om een rondje te maken. Bij een spraybar is dit opgedeeld in meerdere rondjes en is de afstand die overbrugd hoeft te worden alleen van de achterwand tot de voorruit en weer terug.

Een spraybar doet dit (zijaanzicht aquarium). En stel je dan voor dat er 20 van deze wervelingen naast elkaar plaats vinden (uit elk gaatje uit de spraybar). Zie je hoe kort de afstand is om een volledig rondje te maken?
Bekijk bijlage 304256


Bij een lilypipe is het meer zoals hier, en dan zie je dat de afgelegde route veel langer is. Dat is cruciaal met het oog op CO2 tekorten die ontstaan onderweg of aan het einde van de route.

Bekijk bijlage 304258

kort gezegd:
1 de afstand tussen uitstroompunt en plant is korter bij een spraybar.
2 dat is belangrijk om CO2 rijk water zo snel mogelijk bij de plant te krijgen voordat de CO2 verdwenen is. (?)

1 is een feit, geen twijfel over mogelijk.

maar bij 2 zie ik een aantal bezwaren.

A. zowel verlies als opname door planten gebeurt door middel van diffusie. We waren het eens dat dat relatief traag gaat. dus binnen een minuut of paar decimeter van 50 naar 0 ppm gaat middels diffussie mijn inziens niet lukken.
B. De daling van CO2 gehalte van het water dat uit de uitstroom komt wordt volgens mij vooral veroorzaakt door vermening met het overige aquarium water. Daardoor daalt het wel maar zakt het niet naar 0. Je krijgt een lager co2 gehalte, van bijv 50 naar 20 ppm dat overal in je bak min of meer gelijk is. Dat is emperisch ook wel te bewijzen. sterk verschillende CO2 concentraties geven ook sterk wisselende pH waardes. pH gestuurd CO2 toediening is dan lastig of zelfs onmogelijk. BIj elke uitdraai van een pH-computer die ik heb gezien zie je een heel regelmatig schakelpatroon. De tijd dat het magneetventiel afwisselend open en dicht staat is tamelijk constant. Als CO2 concentraties van plek tot plek of moment tot moment heel sterk zouden wisselen zou je ook een onregelmatig schakelpatroon krijgen. En als CO2 daadwerkelijk heel snel verdwijnt zou het ventiel vrijwel meteen na uitschakelen weer opengaan.

Ik zie dus vooral aanwijzingen dat co2 in het aquarium redelijk stabiel en gelijkmatig verdeeld is. Het onderscheid in van co2 rijk en arm water, zie ik in de praktijk niet. Eenmaal uit de uitstroom vermengt het snel. En zoals hierboven en twee posten terug aangegeven, een sterkere pomp zorgt er ook voor dat het concentratie verschil aan co2 van het water uit de uitstroom in vergelijk met de rest kleiner is.

De noodzaak tot een korte afstand tussen uitstroom en plant zoals jij die beschrijft zie ik in de praktijk dus niet terug.
Bovendien is de kortste afstand niet altijd de beste of snelste weg: Als ik naar de inrichting van veel aquaria kijk zie ik achterin hoge planten, in het midden hout en stenen al dan niet begroeid, en vooraan lage planten of een laagje zand. Van achter naar voor moet de stroming dus door de planten, langs de hardscape om de voorgrond te bereiken. Gebruik makend van de open voorgrond word de stroming van links naar rechts veel minder gehinderd.

 

[trinakria]

Nergens staat dat diffusie het primaire mechanisme is om co2 te verspreiden en constant benadruk ik het belang van veel circulatie. Het enige wat ik heb gezegd is dat zelfs al zou er geen stroming zijn, dan nog zou een concentratie verschil vanzelf verdwijnen dmv diffusie. Dat is een relatief traag proces, in de praktijk is er altijd stroming die veel meer voor vermening zorgt. Daar zijn we het wel over eens.

Dus laten we concluderen dat we het eens zijn dat:
1: stroming is het belangrijkste mechanisme om co2 (of welke andere stof dan ook) door het aquarium te verspreiden en bij de plant te krijgen.
2; diffusie is een traag proces, maar wel het belangrijkste proces waardoor CO2 in of het uit het water gaat, Of het nou uit een bel co2gas komt, of uit het bloed van een vis, naar de atmosfeer gaat of in een plantencel. elke keer is er sprake van diffusie.

Ok dan hebben we elkaar gewoon verkeerd begrepen. Zoals je het nu opschrijft ben ik het er helemaal mee eens.

tuurlijk, en als de spraybar met de gaatjes direct tegen de ruit zit werkt het ook niet goed. Dus laten we er maar vanuit gaan dat alle gebruikte techniek werkt en correct geïnstalleerd is.

Tsja wat is correct. Alles wat je doet zijn keuzes die de CO2distributie zullen beinvloeden. Je kan bijvoorbeeld ook 8 lilypipes neerzetten, om het effect van de spraybar te benaderen.

Mbt tot de doorstroming en de reactor. Waarbij we er vanuit gaat dat het ding werkt en alle co2 dus oplost.

Oei hier ook een misverstand. Ik ging wel uit van ophoping (is mij mij het geval) en ik ging er ook vanuit de CO2-toevoer niet de beperkende factor zou zijn. Ik vind jouw aannames logischer dus je hebt gelijk. excuses. Als ik je verhaal nu terug lees begrijp ik het veel beter.

het hoopt zich niet op in de reactor en wordt er ook niet uitgeblazen in gas vorm. Dan wordt de totale hoeveelheid co2 die wordt opgelost niet bepaalt door de hoeveelheid water die er doorloopt, maar door de hoeveelheid CO2 die er in wordt gelaten. Als ik per uur 5 gram CO2 in de reactor laat. belletje voor belletje. dan lost de reactor in 1 uur 5 gram CO2 op. ALs er in dat uur 100 liter water doorheen is gestroomd, dan heeft dat water bij de uitgang een CO2 gehalte van (gemiddeld) 50 mg/l hoger dan bij het ingaan van de reactor. Maar heb ik een pomp die er in dat uur 500 liter door heen pompt, dan is gemiddelde concentratie co2 in dat water bij de uitgang 10 mg/l hoger dan bij het ingaan van de reactor. Per liter geeft meer stroming dus wel degelijk een lagere toevoeging aan co2 als de doorstroming hoger is.

Ja mee eens!
Wat ik overigens wel merk maar dat is meer terzijde: als je met een hoger debiet CO2 de bak inblaast, penetreert de CO2 veel verder in de bak (via stroming) en wordt het alsnog verbruikt. Ik zie dus ook duidelijk aan mijn CO2-verbruiks-gegevens dat een hoger debiet voor meer CO2 verbruik zorgt.

Bij convectie stromen denk ik vooral aan waterbeweging die uitzichzelf ontstaat door opwarming en afkoeling ((bodem)verwarming, verdamping aan het oppervlak etc). verder noem ik het gewoon stroming of circulatie als het mechanisch wordt opgewekt. Wat mij opzich niet incorrect lijkt.

Het stroming noemen is ook prima. De technische term is convectie, ongeacht waardoor het veroorzaakt wordt.

kort gezegd:
1 de afstand tussen uitstroompunt en plant is korter bij een spraybar.
2 dat is belangrijk om CO2 rijk water zo snel mogelijk bij de plant te krijgen voordat de CO2 verdwenen is. (?)

1 is een feit, geen twijfel over mogelijk.

Ok, mooi

maar bij 2 zie ik een aantal bezwaren.

A. zowel verlies als opname door planten gebeurt door middel van diffusie. We waren het eens dat dat relatief traag gaat. dus binnen een minuut of paar decimeter van 50 naar 0 ppm gaat middels diffussie mijn inziens niet lukken.

Dat klopt. Maar stroming/convectie is dus het mechanisme dat CO2 verspreidt. Diffusie is alleen voor de allerlaatste micrometers. Stop je de stroming dan onstaat er vrijwel direct een 'Dead zone' van 0 CO2 rondom de plantenbladeren.

B. De daling van CO2 gehalte van het water dat uit de uitstroom komt wordt volgens mij vooral veroorzaakt door vermening met het overige aquarium water.

Dat speelt volgens mij geen grote rol maar wel een beetje. Als je een kleurstof in je water zou doen, dan zie je dat er enige vermenging is maar ook dat er nog steeds een gekleurde wolk zich met de stroom mee verspreidt. In de richting van de stroming is er dus wel degelijk sprake van een hoge CO2 concentratie. Hoe langer de afgelegde route, hoe meer verspreiding er zal komen.

Daardoor daalt het wel maar zakt het niet naar 0. Je krijgt een lager co2 gehalte, van bijv 50 naar 20 ppm dat overal in je bak min of meer gelijk is.

Mee eens, door menging met het overige water zal het nooit naar 0 gaan. Maar bij een spraybar zul je wel op veel meer plekken in de bak een hoge ppm hebben omdat er nog weinig vermenging is geweest (vanwege korte route).
de 0 ontstaat pas als het water planten passeert. En dat gaat echt hard als het water een dikke plantenbos ingaat. De planten die dan áchter die eerste plantenbos staan, zullen geen CO2 meer krijgen (op is op).
Het mooie is dat je dit ook goed zelf kunt zien. Als ik mijn plantenbak 2 weken niet bijknip heb ik een gigantische plantenmassa en ontstaan er dead zones. Vlak daarna komen ook de baardalgen en penseelalgen op precies die plekken, aangezien dat type algen getriggerd wordt door de 0 CO2 waarde.
[/QUOTE]

Dat is emperisch ook wel te bewijzen. sterk verschillende CO2 concentraties geven ook sterk wisselende pH waardes. pH gestuurd CO2 toediening is dan lastig of zelfs onmogelijk. BIj elke uitdraai van een pH-computer die ik heb gezien zie je een heel regelmatig schakelpatroon. De tijd dat het magneetventiel afwisselend open en dicht staat is tamelijk constant. Als CO2 concentraties van plek tot plek of moment tot moment heel sterk zouden wisselen zou je ook een onregelmatig schakelpatroon krijgen. En als CO2 daadwerkelijk heel snel verdwijnt zou het ventiel vrijwel meteen na uitschakelen weer opengaan.

Het ziet iets anders. Er zijn wel degelijk zeer grote CO2 verschillen in de bak. Namelijk 50 ppm bij de uitlaat en (nabij) 0 ppm rondom de planten. Echter de pH sensor hangt vaak aan het wateroppervlak en niet direct tussen de planten, dus de pH sensor krijgt weer een mengels van '20 ppm CO2 water' en '0 ppm CO2 water' en over het algemeen zal dat door de menging vrij constant zijn. Want idd ik zie dat ook: vrij constant patroon (ik log dat met mijn domotica-systeem).

Ik zie dus vooral aanwijzingen dat co2 in het aquarium redelijk stabiel en gelijkmatig verdeeld is.

Dat zou een ultieme situatie zijn, waar elke aquariaan van droomt ;-)
Overigens met een klein bakje, weinig planten en hoge doostroming is dat wel gewoon realistisch, maar in een plantenbak compleet onmogelijk.

Het onderscheid in van co2 rijk en arm water, zie ik in de praktijk niet. Eenmaal uit de uitstroom vermengt het snel. En zoals hierboven en twee posten terug aangegeven, een sterkere pomp zorgt er ook voor dat het concentratie verschil aan co2 van het water uit de uitstroom in vergelijk met de rest kleiner is.

Ik zie het dus wel, maar misschien moeten we meer in extremen denken: bij kleine bakjes kun je CO2 prima constant houden, maar bij een 2 meter bak met veel planten(bossen) is het simpelweg onmogelijk, zeker met een lilypipe ;-)

De noodzaak tot een korte afstand tussen uitstroom en plant zoals jij die beschrijft zie ik in de praktijk dus niet terug.

Het gaat er vooral om dat je met een lilypipe dus een zeer lange route aflegt (het CO2-rijke water) en bij elke plantenbos die het water onderweg tegenkomt, daalt het co2 gehalte flink. In de grote bak is de 0 dan al lang bereikt halverwege of na 3/4 van het te maken rondje. Korte rondjes zijn dan altijd beter: dan kun je meer planten voorzien van CO2-rijk water én is er minder tijd/afstand waarin vermenging met het overige water kan plaatsvinden.

Bovendien is de kortste afstand niet altijd de beste of snelste weg: Als ik naar de inrichting van veel aquaria kijk zie ik achterin hoge planten, in het midden hout en stenen al dan niet begroeid, en vooraan lage planten of een laagje zand. Van achter naar voor moet de stroming dus door de planten, langs de hardscape om de voorgrond te bereiken. Gebruik makend van de open voorgrond word de stroming van links naar rechts veel minder gehinderd.

Dat is zeker een goed punt. De inrichting is cruciaal. Wat over het algemeen geadviseerd wordt (bij de spraybar) is dus van bovenachter eerst tegen de vooruit aan naar beneden, en dan via de lage planten, middelhoge planten en hoge planten terug naar bovenachter. Als er halverwege een houtpartij ligt, krijg je een opstopping en verstoring. Dat is niet ideaal en dat is dus een risicoplek. Je zult zien dat daar de penseelalgen en baardalgen ontstaan als de flow iets afneemt of je biomassa (planten) flink gegroeid zijn.

Van links naar rechts heb je dus weer zo'n lange route en dat is niet handig. Bovendien kom je dan niet echt tussen de plantenbossen maar blijf je er meer bovenhangen met je CO2.

Volgens mij zijn we het een stuk meer eens dan aan het begin ;-)

 

[RobertDJ]

Dit weekend heb ik een violet lily pipe geinstaleerd ipv de spraybar.
Tot nu toe ben ik positief: het water circuleerd beter en ik moest het aantal bellen CO2 per minuut verlagen omdat de dropchecker geel kleurde.
Het is echt een sieraad om te zien en dat is ook niet onbelangrijk!