Эмульсиялык суюк мембрана (Emulsion Liquid Membrane, ELM) эки суулуу фазаны жука органикалык суюк мембрана фазасы менен бөлүп, экстракция жана реэкстракция процесстерин бир системанын ичинде жүргүзүүгө мүмкүндүк берген үч фазалуу бөлүү ыкмасы болуп саналат. Бул изилдөөдө изилдөөчүлөр цинкти экстракциялоо үчүн аралаш беттик активдүү заттар жана Fe₂O₃ нанобөлүкчөлөрү менен турукташтырылган суу/май/суу (W/O/W) кош эмульсияларынын Sauter боюнча орточо глобула диаметрин, D₃₂, Hinze–Kolmogorov теориясына негизделген корреляция аркылуу божомолдошот. MATLAB R2024a ичиндеги fminsearch оптималдаштыруусунун жардамы менен C₁ = 0.0436 жана C₂ = −3.2561 коэффициенттери аныкталып, акыркы корреляцияда Weber санынын даража көрсөткүчү −0.6 деп бекитилген. Модель калибрлөө жана текшерүү шарттарында тажрыйбалык D₃₂ маанилерине жалпысынан жакын натыйжаларды берет; бирок изилдөө жогорку көлөмдүк үлүш, ашыкча аралаштыруу, коалесценция, майдалануу жана масштабды чоңойтуу сыяктуу шарттарда теориялык корреляция реалдуу системаны өз алдынча толук чагылдыра албасын да көрсөтөт.

Акыркы корреляция үчүн аралаштыруу ылдамдыгы өзгөртүлгөн 1-жагдайда R² = 0.8466 жана AARD = %3.41, көлөмдүк үлүш өзгөртүлгөн 2-жагдайда болсо R² = 0.9994 жана AARD = %1.04 деп билдирилген. Параметрдик MATLAB талдоолору изилденген моделдин алкагында аралаштыргычтын жумушчу дөңгөлөгүнүн диаметри жана аралаштыруу ылдамдыгы жогорулаганда D₃₂ азаярын; төмөнүрөөк фазалар аралык тартылуу кичирээк глобулалардын пайда болушуна өбөлгө түзөрүн жана көлөмдүк үлүш көбөйгөн сайын белгилүү чекке чейин глобула диаметри кичирейерин көрсөтөт.

Бул натыйжалар өнөр жай масштабындагы түздөн-түз текшерүү болуп саналбайт. Модель белгилүү бир ELM курамына жана тажрыйба шарттарына жараша калибрленген; реалдуу системаларда коалесценция, шишүү, майдалануу, илешкектүүлүктүн өзгөрүшү жана гидродинамикалык масштабдын таасирлери өзүнчө текшерилиши керек.

Эмульсиялык Суюк Мембрана Деген Эмне?

Эмульсиялык суюк мембрана — ички суулуу фаза органикалык мембрана фазасында W/O баштапкы эмульсиясы катары дисперстелип, андан соң бул баштапкы эмульсия сырткы суулуу азыктандыруучу фазада дисперстелүү менен W/O/W кош эмульсиясын түзгөн үч фазалуу бөлүү системасы. Каралып жаткан изилдөөдө ELM цинк иондорун суулуу азыктандыруучу фазадан чыгаруу контекстинде изилденип, кош эмульсия глобулаларынын өлчөмү менен туруктуулугу системанын натыйжалуулугун аныктаган маанилүү факторлордун бири катары бааланат.

ELM технологиясы экстракция менен реэкстракцияны бир убакта жүргүзүү, химиялык заттарга жана энергияга салыштырмалуу аз муктаждык жана массаны тез өткөрүү сыяктуу артыкчылыктарды бере алат. Бирок W/O/W түзүмү майдалануу, коалесценция, флокуляция, каймактануу жана шишүү сыяктуу туруксуздук механизмдерине дуушар болот. Ошондуктан ELM системасында экстракциянын химиясы гана эмес, пайда болгон эмульсия глобулаларынын гидродинамикалык жүрүм-туруму да маанилүү.

Изилдөөдө беттик активдүү заттардын аралашмасына нанобөлүкчө кошуунун негизги себеби — бөлүкчөлөр май-суу чек арасында адсорбцияланып, тамчылардын же глобулалардын бири-бири менен биригүү тенденциясын азайта алышы. Изилденген негизги курамда Span 80 жана Tween 80 аралашмасы менен Fe₂O₃ нанобөлүкчөлөрү колдонулган.

D₃₂ эмне үчүн маанилүү?

Булак эмульсиянын өлчөмдөрүнүн бөлүштүрүлүшүн Sauter боюнча орточо диаметр D₃₂ аркылуу чагылдырат. D₃₂ кичирейгенде ошол эле көлөмдө көбүрөөк фазалар аралык бет аянты түзүлүшү мүмкүн болгондуктан, бул масса өткөрүү жана эмульсиянын жүрүм-туруму үчүн маанилүү. Ошентсе да “канчалык кичине болсо, дайыма чексиз жакшы болот” деген жыйынтык чыгарууга болбойт; ашыкча гидродинамикалык энергия майдаланууну жана андан кийинки коалесценция сыяктуу тескери процесстерди да козгой алат.

Hinze–Kolmogorov Корреляциясы D₃₂ ни Кантип Божомолдойт?

Изилдөөдө колдонулган Hinze–Kolmogorov корреляциясы нормалдаштырылган Sauter орточо диаметрин аралаштыргычтын жумушчу дөңгөлөгүнүн диаметри, Weber саны жана дисперстелген фазанын көлөмдүк үлүшү менен байланыштырат. Моделдин физикалык негизи — турбуленттүүлүк энергияны ири масштабдагы куюндардан майда масштабдарга өткөрөт жана жетиштүү гидродинамикалык чыңалуу ири тамчыларды майдалап, кичирээк түзүмдөргө айландырат; бирок колдонулган корреляция реалдуу эмульсиядагы убакытка көз каранды бардык майдалануу жана коалесценция механизмдерин ачык түрдө чечпейт.

Изилдөөнүн жалпы Hinze–Kolmogorov түзүмү 1-теңдеме менен берилген:

\[ \frac{D_{32}}{D_I}=C_1(1+C_2\phi)We^{-0.6} \tag{1} \]

Мында D₃₂ Sauter боюнча орточо глобула диаметрин, D_I аралаштыргычтын жумушчу дөңгөлөгүнүн диаметрин, C₁ жана C₂ система үчүн аныкталган эмпирикалык коэффициенттерди, ал эми φ дисперстелген фазанын көлөмдүк үлүшүн билдирет. Теңдемеде D₃₂/D_I жана Weber саны өлчөмсүз.

Weber саны 2-теңдеме менен аныкталган:

\[ We=\frac{\rho_C N^2D_I^3}{\sigma} \tag{2} \]

ρ_C үзгүлтүксүз азыктандыруучу фазанын тыгыздыгын, N аралаштыруу ылдамдыгын, D_I аралаштыргычтын жумушчу дөңгөлөгүнүн диаметрин жана σ фазалар аралык тартылууну билдирет. Математикалык түзүмгө ылайык N же D_I көбөйгөндө Weber саны жогорулайт, ал эми σ көбөйгөндө Weber саны төмөндөйт. Акыркы корреляцияда Weber санынын даража көрсөткүчү терс болгондуктан, башка шарттар туруктуу болгондо жогорураак Weber саны кичирээк D₃₂/D_I менен байланыштуу.

Баштапкы W/O эмульсиясы үчүн көлөмдүк үлүш 3-теңдемеде төмөнкүчө аныкталган:

\[ \phi_i=\frac{V_d}{V_d+V_o} \tag{3} \]

Мында V_d дисперстелген ички фазанын көлөмүн, V_o органикалык фазанын көлөмүн көрсөтөт.

W/O/W кош эмульсиясында сырткы азыктандыруучу фаза системага кошулганда изилдөөдө 4-теңдеме колдонулат:

\[ \phi_{ii}=\frac{V_d+V_o}{V_d+V_o+V_f} \tag{4} \]

V_f — сырткы азыктандыруучу фазанын көлөмү. Демек, башка көлөмдөр туруктуу сакталганда сырткы азыктандыруучу фазанын көлөмүн көбөйтүү φ_ii ни азайтат.

Моделди иштеп чыгууда колдонулган негизги иштөө диапазондору

Негизги ELM курамы

Модель кабыл алган божомолдор

Авторлордун математикалык моделинде W/O тамчылары жана W/O/W глобулалары D₃₂ менен чагылдырылат. Беттик активдүү зат жетиштүү деп кабыл алынып, ички циркуляция жок жана W/O түзүмү кыймылсызданган деп божомолдонот. Модель W/O/W эмульсиясында коалесценция же кайра бөлүштүрүлүү жок экенин; ички жана сырткы азыктандыруучу фаза-мембрана чек араларындагы бөлүштүрүү коэффициенти бирдей экенин; сырткы азыктандыруучу фаза толук аралашканын; майда тамчылардан улам ички масса өткөрүү каршылыгын эске албай коюуга болорун; процесс изотермиялык жана идеалдуу аралашкан экенин; физикалык касиеттер, сырткы азыктандыруучу фазанын тыгыздыгы жана pH туруктуу каларын кабыл алат.

Бул божомолдор моделди чечмелөө чөйрөсүн түздөн-түз чектейт. Айрыкча “коалесценция жок” деген божомол реалдуу ELM системаларында байкалган коалесценция жок дегенди билдирбейт; ал колдонулган математикалык чагылдыруу бул динамикалык кубулушту түздөн-түз чечпей турганын гана көрсөтөт.

MATLAB fminsearch Бул Изилдөөдө Эмнени Оптималдаштырат?

MATLAB R2024a ичиндеги fminsearch — изилдөөчүлөр Hinze–Kolmogorov корреляциясындагы белгисиз коэффициенттерди тажрыйбалык D₃₂ маалыматтарына ылайык аныктоо үчүн колдонгон чектөөсүз көп өзгөрмөлүү оптималдаштыруу куралы. Максат — тажрыйбалык жана эсептелген глобула диаметрлеринин ортосундагы орточо абсолюттук салыштырмалуу четтөөнү азайткан жана 1-теңдемеде колдонууга боло турган C₁ менен C₂ маанилерин алуу.

Изилдөөдө эки өзүнчө сызыктуу тажрыйбалык байланыш колдонулган. 1-жагдайда аралаштыруу ылдамдыгы өзгөртүлүп, башка параметрлер туруктуу сакталган; 2-жагдайда болсо көлөмдүк үлүш өзгөртүлгөн. Булактагы 1-сүрөт жана 2-сүрөт ушул тажрыйбалык D₃₂ тенденцияларын көрсөтөт.

Булактагы 3-сүрөттөгү алгоритмдик ырааттуулук белгилүү параметрлер менен тажрыйбалык корреляцияларды программага киргизүүдөн, C₁ жана C₂ ни fminsearch менен табуудан, AARD маанисин текшерүүдөн жана кабыл алуу критерийи аткарылбаса, параметрлерди кайра эсептөөдөн турат.

AARD 5-теңдеме менен аныкталган:

\[ AARD=\frac{1}{N_E}\sum_{i=1}^{N_E} \left| \frac{(D_{32})_{i,exp}-(D_{32})_{i,calc}} {(D_{32})_{i,exp}} \right| \tag{5} \]

N_E салыштырылган тажрыйбалардын санын, (D₃₂)_i,exp тажрыйбалык Sauter орточо диаметрин жана (D₃₂)_i,calc модель эсептеген диаметрди билдирет. Булакта моделди текшерүү үчүн негизги кабыл алуу чеги AARD < %5 деп аныкталган.

Изилдөөнүн Ыкмасы жана Жыйынтыктары

Алгачкы эмпирикалык ылайыкташтыруу жана теориялык даража көрсөткүчүн оңдоо

MATLAB оптималдаштыруусунун биринчи этабында изилдөөчүлөр Weber даража көрсөткүчүн эркин калтырып, 6-теңдемени алышкан:

\[ \frac{D_{32}}{D_I} = 0.0190 \left[1+(-3.2032\phi)\right] We^{-0.4597} \tag{6} \]

Эсептелген −0.4597 даража көрсөткүчү теориялык −0.6 маанисине салыштырмалуу жакын деп эсептелгендиктен жана адабияттагы көптөгөн Hinze–Kolmogorov корреляцияларында −0.6 колдонулгандыктан, изилдөөдө даража көрсөткүчү −0.6 деп бекитилген. Коэффициенттер кайра жөндөлгөндө акыркы 7-теңдеме алынган:

\[ \frac{D_{32}}{D_I} = 0.0436 \left[1+(-3.2561\phi)\right] We^{-0.6} \tag{7} \]

7-теңдеме — бул изилдөөнүн негизги божомолдоочу корреляциясы. Мында C₂ терс болгондуктан, φ көбөйгөндө кашаанын ичиндеги коэффициент азаят. Бирок теңдемени физикалык жактан чексиз φ маанилеринде колдонууга болбойт. Авторлор да жогорку көлөмдүк үлүш аймагында жогорку чек бар экенин жана моделдин тажрыйбалык жарактуулук чөйрөсүнөн чыкпоо керектигин белгилешет.

Иштелип Чыккан Корреляция Канчалык Так?

Акыркы 7-теңдеме калибрлөө жагдайларында AARD маанилерин %5 дан төмөн кармайт: аралаштыруу ылдамдыгына негизделген 1-жагдай үчүн AARD %3.41 жана R² 0.8466, көлөмдүк үлүшкө негизделген 2-жагдай үчүн AARD %1.04 жана R² 0.9994. Бул маанилер модель изилденген калибрлөө шарттарында тажрыйбалык тенденцияны чагылдыра аларын көрсөтөт; бирок булактагы кеңири параметрдик салыштырууларда ката деңгээлдери жогорулайт, ошондуктан корреляциянын тактыгын калибрлөө аймагынан тышкары чексиз жалпылоого болбойт.

Бул таблица маанилүү компромиссти көрсөтөт: Weber даража көрсөткүчүн теориялык −0.6 маанисинде бекитүү Hinze–Kolmogorov алкагына шайкештикти жогорулатканы менен, айрыкча 1-жагдайда эмпирикалык дал келүү көрсөткүчтөрүн 6-теңдемеге салыштырмалуу бир аз начарлаткан. Мисалы, 1-жагдайдын AARD мааниси %1.07 ден %3.41 ге өскөн. Ошого карабастан изилдөө %5 текшерүү критерийи аткарылды деп кабыл алат.

Булактагы 4-сүрөт fminsearch оптималдаштыруусунун даража көрсөткүчү өзгөртүлгөнгө чейинки жана кийинки абалын; 5-сүрөт менен 6-сүрөт болсо тажрыйбалык D₃₂ маанилери менен моделдин божомолдорун салыштырууну көрсөтөт. 7-сүрөттө аралаштыруу ылдамдыгы жана көлөмдүк үлүш өзгөргөндө түзүлгөн реалдуу W/O/W эмульсиясынын микросүрөттөрү берилген.

Аралаштыргычтын жумушчу дөңгөлөгүнүн диаметринин таасири

Булактагы 8-сүрөттө аралаштыргычтын жумушчу дөңгөлөгүнүн диаметринин D₃₂ ге таасири 0.01–0.1 m диапазонунда изилденген. Моделде жумушчу дөңгөлөктүн диаметринин чоңоюшу Weber санын жана гидродинамикалык майдаланууну көбөйтүп, глобула диаметрин азайтат. Бирок ийри сызык белгилүү бир чекиттен кийин диаметрдин өсүшү D₃₂ ге барган сайын азыраак кошумча таасир берерин көрсөтөт.

N = 5.00 s⁻¹ жана D_I = 0.03 m шартында тажрыйбалык D₃₂ 7.70 µm, ал эми 7-теңдеменин божомолу 7.41 µm; булак бул айырманы %3.77 ката катары берет. D_I = 0.04 m ге чейин чоңойтулганда эсептелген диаметр 5.89 µm ге төмөндөйт жана булак эки диаметрдин айырмасын болжол менен %20.5 деп билдирет.

Булактын текстинде кийинчерээк D_I = 0.99 m жана 1.0 m үчүн тиешелүүлүгүнө жараша 0.4518 µm жана 0.4482 µm маанилери берилет. Бул маанилер 8-сүрөт үчүн көрсөтүлгөн 0.01–0.1 m иштөө диапазонуна шайкеш келбейт. Баштапкы MATLAB коду жок болгондуктан, бул сандар жазуу катасы деп болжолдонуп оңдолгон эмес.

D_I = 0.1 m үчүн булак 5.00 s⁻¹ ылдамдыкта аралаштырууда D₃₂ = 2.83 µm жана 16.67 s⁻¹ ылдамдыкта аралаштырууда D₃₂ = 0.667 µm маанилерин берет. Бул натыйжа аралаштыргычтын жумушчу дөңгөлөгүнүн диаметри менен аралаштыруу ылдамдыгынын таасирлерин бирге баалоо зарылдыгын көрсөтөт.

Аралаштыруу ылдамдыгынын таасири

9-сүрөттө модель 1.67–50 s⁻¹ диапазонунда текшерилген. 2-теңдемеге ылайык N Weber санын квадраттык түрдө жогорулаткандыктан, ал эми 7-теңдемеде We терс даража көрсөткүчүнө ээ болгондуктан, модель математикалык жактан жогорку аралаштыруу ылдамдыгында кичирээк D₃₂ ни божомолдойт.

D_I = 0.03 m үчүн N = 5 s⁻¹ шартында D₃₂ 7.41 µm, N = 10 s⁻¹ шартында болсо 3.22 µm деп эсептелген. Булак бул өзгөрүүнү %56.55 деп билдирет. 25 жана 30 s⁻¹ ортосундагы айырма %19.65 ке, 45 жана 50 s⁻¹ ортосундагы айырма болсо %11.9 га төмөндөйт.

Ошентсе да изилдөө реалдуу системалар теориялык ийри сызыкты чексиз ээрчибеши мүмкүн экенин өзгөчө белгилейт. Ашыкча аралаштыруу ылдамдыктарында күчтүү майдалануудан кийин коалесценция жүрүп, глобула диаметри кайра чоңоюшу мүмкүн. Ошондой эле 3.33 s⁻¹ шартында симуляция менен тажрыйбанын ортосундагы ката %8.36 деп билдирилген; бул маани изилдөөнүн жалпы %5 AARD кабыл алуу критерийинен жогору жана моделдин жергиликтүү тактыгы иштөө чекитине жараша өзгөрө аларын көрсөтөт.

Фазалар аралык тартылуунун таасири

2-теңдемеде σ Weber санынын бөлүмүндө турат. Башка шарттар туруктуу сакталганда төмөнүрөөк фазалар аралык тартылуу жогорураак Weber саны жана 7-теңдеменин алкагында кичирээк D₃₂ менен байланыштуу. Изилдөө бул байланышты ар түрдүү эриткич жана кошулма системаларын салыштыруу менен караган.

Пальма майы + Fe₂O₃ системасы үчүн 2 mN/m фазалар аралык тартылууда божомолдонгон D₃₂ 7.41 µm, ал эми тажрыйбалык маани 7.70 µm. Ал эми толуол + кремний диоксиди системасындагы 32 mN/m маанисинде, ошол эле негизги жумушчу дөңгөлөк жана аралаштыруу шарттарында булак 39.1 µm болгон чоңураак божомолдонгон глобула диаметрин билдирет.

Авторлор нанобөлүкчөлөрдүн фазалар чек арасында адсорбцияланышы фазалар аралык реологияны жана эффективдүү тартылууну өзгөртө аларын, беттик активдүү зат менен бирге турукташтыруучу таасир жарата аларын талкуулашат. Бирок ар түрдүү суюлтуучуларды салыштыруу бир гана химиялык касиеттин таза таасири катары каралбашы керек; адабияттагы айрым маанилер ташуучу, керосин же беттик активдүү заттар да камтылган көп компоненттүү мембрана фазаларынан алынган.

Көлөмдүк үлүштүн таасири

Изилдөөдө 7-теңдемени колдонуу менен болжолдуу 0.01–0.35 көлөмдүк үлүш диапазонунда параметрдик текшерүү жүргүзүлгөн. Модель белгилүү диапазондо φ өскөн сайын D₃₂ кичирейерин көрсөтөт. Физикалык чечмелөөдө эмульсиянын чоңураак көлөмү аралашманын бирдик көлөмүндөгү глобулалардын санын жана масса өткөрүү үчүн фазалар аралык бет аянтын көбөйтүшү мүмкүн.

Бирок бул байланыш чексиз улана бербейт. Авторлор модель эң көп дегенде болжол менен φ = 0.307 деңгээлине чейин жарактуу экенин жана андан жогору глобулалардын пайда болушу бузуларын белгилешет. Эмульсиянын өтө көп болушу сырткы азыктандыруучу фазада дисперстелүүнү бузуп, илешкектүүлүктү жогорулатып, осмостук шишүү-майдалануу процесстерин күчөтүшү мүмкүн.

Булак бул кеңири салыштыруу үчүн орточо AARD маанисин %10.1 деп берет. Бул натыйжа өзгөчө маанилүү: 7-теңдеменин 2-жагдайдагы калибрлөөсүндө алынган %1.04 AARD мааниси көлөмдүк үлүштүн жана иштетүү катышынын кеңири шарттарында ошол эле ката деңгээли сакталат дегенди билдирбейт.

Булактын сүрөттөрү чогуу көрсөткөн илимий көрүнүш

1-сүрөт жана 2-сүрөт тажрыйбалык D₃₂ нин аралаштыруу ылдамдыгы жана көлөмдүк үлүш менен сызыктуу тенденцияларын, 3-сүрөт MATLAB оптималдаштыруу агымын, 4-сүрөт fminsearch чечимин жана Weber даража көрсөткүчүнүн өзгөрүшүн, 5–6-сүрөттөр тажрыйбалык жана эсептелген маанилердин дал келишин көрсөтөт. 7-сүрөт реалдуу W/O/W микросүрөттөрү аркылуу аралаштыруу менен көлөмдүк үлүштүн өзгөрүшү глобула түзүмүндө кандай чагылдырыларын көрсөтөт.

8-сүрөт жумушчу дөңгөлөктүн диаметрин, 9-сүрөт аралаштыруу ылдамдыгын, 10-сүрөт ар түрдүү фазалар аралык тартылууларды жана 11-сүрөт көлөмдүк үлүштүн таасирин салыштырат. 12-сүрөт болсо ар түрдүү иштетүү катыштарындагы W/O/W түзүмдөрүн реалдуу сүрөттөр аркылуу көрсөтөт. Бул сүрөттөр бирге бааланганда, макаланын негизги мааниси “D₃₂ кичирейди” деген менен эле чектелбейт; ал иштөө шарттары турбуленттүүлүк, фазалар аралык энергия жана фазалардын бөлүштүрүлүшү аркылуу эмульсия морфологиясын кантип өзгөртө аларын моделдөө болуп саналат.

Келечектеги моделге кайсы механизмдер кошулушу керек?

Авторлор реалдуулукка жакыныраак ELM модели коалесценцияны, шишүүнү жана майдаланууну ачыгыраак эске алышы керектигин белгилешет. Коалесценция глобулалардын жакындашуусу, алардын ортосундагы үзгүлтүксүз фаза кабыкчасынын жукарышы, кабыкчанын үзүлүшү жана түзүмдөрдүн биригиши сыяктуу этаптардан турушу мүмкүн. Шишүү болсо сырткы фазадагы суунун мембрана түзүмүнө өтүшү менен эмульсиянын көлөмүн көбөйтүшү мүмкүн; булак осмостук шишүү менен механикалык кошо камтылуудан болгон шишүү механизмдерин айырмалайт.

Моделди иштеп чыгууда беттик активдүү заттын түрү, ташуучу, температура, pH, глобула диаметри, системада болуу убактысы, иондук күч, эриткичтин илешкектүүлүгү жана аралаштыруу ылдамдыгы сыяктуу өзгөрмөлөр да маанилүү экени белгиленет. Ошондой эле жумушчу дөңгөлөктүн калактарынын саны, өлчөмү жана бурчу сыяктуу геометриялык өзгөрмөлөр гидродинамикалык жылышууну жана глобула өлчөмүн өзгөртөрү баса белгиленет.

Изилдөө колдогон жыйынтыктар

Изилдөө каралган ELM курамынын жана текшерүү маалыматтарынын алкагында Hinze–Kolmogorov негизиндеги D₃₂ корреляциясын колдонууга болорун; C₁ = 0.0436 жана C₂ = −3.2561 коэффициенттери менен түзүлгөн 7-теңдеме эки калибрлөө жагдайында AARD маанилерин %5 дан төмөн кармаарын колдойт. Модель ошондой эле изилденген шарттарда жумушчу дөңгөлөктүн диаметри жана аралаштыруу ылдамдыгы көбөйгөндө, фазалар аралык тартылуу азайганда жана ылайыктуу диапазондо көлөмдүк үлүш өскөндө кичирээк глобула диаметрлерин божомолдойт.

Изилдөө колдобогон жалпылоолор

Изилдөө бул корреляция бардык ELM системаларында, бардык беттик активдүү заттарда, бардык нанобөлүкчөлөрдө же бардык масштабдарда бирдей коэффициенттер менен жарактуу экенин далилдебейт. Параметрдик MATLAB ийри сызыктары өнөр жай шарттарындагы текшерүү эмес. Модель реалдуу коалесценциянын, майдалануунун жана шишүүнүн бүт динамикасын чечпейт. Өтө жогорку аралаштыруу ылдамдыгы реалдуу системада дайыма кичирээк жана туруктуураак глобулаларды түзөт деп да айтууга болбойт; булак белгилүү критикалык шарттардан кийин коалесценция жана өлчөмдүн чоңоюшу байкалышы мүмкүн экенин ачык белгилейт.

Изилдөөдө өнөр жайдын агынды сууларын тазалоого масштабды чоңойтуу мүмкүнчүлүгү айтылганы иштелип чыккан корреляция толук масштабдуу жайда түздөн-түз текшерилди дегенди билдирбейт. Масштабды чоңойтууда гидродинамикалык окшоштук, жумушчу дөңгөлөктүн геометриясы, энергиянын бөлүштүрүлүшү, фазалардын катыштары жана реалдуу процесстин туруксуздуктары өзүнчө текшерилиши керек.

Булак жана Ыкма Жөнүндө Эскертүү

Бул изилдөө жаңы көз карандысыз тажрыйбалар сериясынын баарын башынан жүргүзүүнүн ордуна, мурдагы ELM цинк экстракциясы боюнча изилдөөлөрдөн алынган тажрыйбалык глобула диаметрлерин колдонуп, Hinze–Kolmogorov негизиндеги божомолдоочу корреляцияны иштеп чыгат, андан соң бул корреляцияны MATLAB аркылуу параметрдик түрдө изилдейт.

Моделдин негизги чектөөлөрү — калибрлөө диапазонунун тардыгы, бир тектүү турбуленттүүлүк жана туруктуу физикалык касиеттер тууралуу божомолдор, коалесценциянын түздөн-түз моделденбеши, шишүү менен майдалануунун идеалдаштырылып каралышы жана кеңири параметрдик текшерүүлөрдүн бир бөлүгүнүн тажрыйбалык эмес, теориялык божомол мүнөзүндө болушу. Булакта да келечекте моделге майдалануунун, коалесценциянын жана баштапкы эмульсиянын кеңири механизмдерин кошуу сунушталат.

Булакта маалыматтарды баяндоодо айрым шайкешсиздиктер да бар: кыскача мазмундагы R² ≥ 0.85 дегенге карабастан, 7-теңдеменин 1-жагдайы үчүн R² = 0.8466; көлөмдүк үлүш бөлүмүндө 7-теңдеме менен бирге %0.46 AARD билдирүүсү колдонулса, 5-таблица бул маанини 6-теңдеме үчүн берип, 7-теңдеме үчүн %1.04 көрсөтөт; кеңири көлөмдүк үлүш салыштыруусунун AARD мааниси %10.1. 8-сүрөттө жумушчу дөңгөлөктүн диаметри 0.01–0.1 m диапазонунда изилденгенине карабастан, текстте 0.99 m жана 1.0 m маанилери да бар. Бул жагдайлар баштапкы маалыматтар же MATLAB коду жок кезде унчукпай оңдолгон эмес.