Emulsion suyuq membrana (Emulsion Liquid Membrane, ELM) ikkita suvli fazani yupqa organik suyuq membrana fazasi bilan ajratib, ekstraksiya va reekstraksiya jarayonlarini bir tizimning oʻzida amalga oshirish imkonini beradigan uch fazali ajratish yondashuvidir. Ushbu tadqiqotda tadqiqotchilar rux ekstraksiyasi uchun aralash sirt faol moddalar va Fe₂O₃ nanozarrachalari bilan barqarorlashtirilgan suv/moy/suv (W/O/W) qoʻsh emulsiyalarining Sauter oʻrtacha globula diametrini, D₃₂, Hinze–Kolmogorov nazariyasiga asoslangan korrelyatsiya orqali bashorat qiladilar. MATLAB R2024a tarkibidagi fminsearch optimallashtirishi yordamida C₁ = 0.0436 va C₂ = −3.2561 koeffitsiyentlari aniqlangan va yakuniy korrelyatsiyada Weber sonining daraja koʻrsatkichi −0.6 qilib belgilangan. Model kalibrlash va tekshirish sharoitlarida tajribaviy D₃₂ qiymatlariga umuman yaqin natijalar beradi; biroq tadqiqot yuqori hajmiy ulush, haddan tashqari aralashtirish, koalessensiya, parchalanish va masshtabni kattalashtirish kabi sharoitlarda nazariy korrelyatsiyaning oʻzi real tizimni ifodalay olmasligini ham koʻrsatadi.

Yakuniy korrelyatsiya uchun aralashtirish tezligi oʻzgartirilgan Holat 1 da R² = 0.8466 va AARD = %3.41, hajmiy ulush oʻzgartirilgan Holat 2 da esa R² = 0.9994 va AARD = %1.04 qayd etilgan. Parametrik MATLAB tahlillari oʻrganilgan model doirasida aralashtirgich parragining diametri va aralashtirish tezligi oshishi D₃₂ ni kamaytirishini; pastroq fazalararo taranglik kichikroq globulalar hosil boʻlishiga yordam berishini va hajmiy ulush ortishi bilan maʼlum chegaragacha globula diametri kichrayishini koʻrsatadi.

Bu natijalar sanoat masshtabida bevosita tasdiqlash hisoblanmaydi. Model muayyan ELM tarkibi va tajriba sharoitlari asosida kalibrlangan; real tizimlarda koalessensiya, shishish, parchalanish, qovushoqlik oʻzgarishi va gidrodinamik masshtab taʼsirlari alohida tekshirilishi kerak.

Emulsion Suyuq Membrana Nima?

Emulsion suyuq membrana ichki suvli faza organik membrana fazasida W/O birlamchi emulsiyasi sifatida disperslanadigan va keyin bu birlamchi emulsiya tashqi suvli oziqlantiruvchi fazada disperslanib, W/O/W qoʻsh emulsiyasini hosil qiladigan uch fazali ajratish tizimidir. Koʻrib chiqilayotgan tadqiqotda ELM rux ionlarini suvli oziqlantiruvchi fazadan chiqarib olish nuqtayi nazaridan oʻrganilgan; qoʻsh emulsiya globulalarining oʻlchami va barqarorligi esa tizim samaradorligini belgilovchi muhim omillardan biri sifatida baholangan.

ELM texnologiyasi ekstraksiya va reekstraksiya jarayonlarini bir vaqtda amalga oshirish, kimyoviy moddalar va energiyaga nisbatan kam ehtiyoj hamda tez massa almashinuvi kabi afzalliklarni taʼminlashi mumkin. Biroq W/O/W tuzilmasi parchalanish, koalessensiya, flokulyatsiya, qaymoqlanish va shishish kabi beqarorlik mexanizmlariga moyildir. Shu sababli ELM tizimida nafaqat ekstraksiya kimyosi, balki hosil boʻladigan emulsiya globulalarining gidrodinamik xatti-harakati ham muhimdir.

Tadqiqotda sirt faol moddalar aralashmasiga nanozarrachalar qoʻshilishining asosiy sababi zarrachalarning moy-suv chegarasida adsorbsiyalanib, tomchilar yoki globulalarning oʻzaro birlashishga moyilligini kamaytira olishidir. Oʻrganilgan asosiy tarkibda Span 80 va Tween 80 aralashmasi hamda Fe₂O₃ nanozarrachalari ishlatilgan.

D₃₂ nima uchun muhim?

Manba emulsiya oʻlchamlari taqsimotini Sauter oʻrtacha diametri D₃₂ orqali ifodalaydi. D₃₂ ning kichrayishi bir xil hajmda kattaroq fazalararo sirt maydoni hosil boʻlishiga yordam bergani sababli massa almashinuvi va emulsiyaning xatti-harakati uchun muhimdir. Shunga qaramay, “kichikroq boʻlish har doim cheksiz ravishda yaxshiroq” degan xulosa chiqarib boʻlmaydi; ortiqcha gidrodinamik energiya parchalanish va undan keyingi koalessensiya kabi teskari jarayonlarni ham qoʻzgʻatishi mumkin.

Hinze–Kolmogorov Korrelyatsiyasi D₃₂ ni Qanday Bashorat Qiladi?

Tadqiqotda qoʻllanilgan Hinze–Kolmogorov korrelyatsiyasi normallashtirilgan Sauter oʻrtacha diametrini aralashtirgich parragining diametri, Weber soni va dispers fazaning hajmiy ulushi bilan bogʻlaydi. Modelning fizik asosi turbulentlik energiyani yirik miqyosli uyurmalardan kichikroq miqyoslarga uzatishi va yetarli gidrodinamik kuchlanish yirik tomchilarni parchalab, kichikroq tuzilmalarga aylantirishidir; ammo qoʻllanilgan korrelyatsiya real emulsiyadagi vaqtga bogʻliq barcha parchalanish va koalessensiya mexanizmlarini oshkor ravishda yechmaydi.

Tadqiqotning umumiy Hinze–Kolmogorov tuzilmasi Tenglama 1 orqali berilgan:

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

Bu yerda D₃₂ Sauter oʻrtacha globula diametrini, D_I aralashtirgich parragining diametrini, C₁ va C₂ tizim uchun aniqlangan empirik koeffitsiyentlarni, φ esa dispers fazaning hajmiy ulushini ifodalaydi. Tenglamada D₃₂/D_I va Weber soni oʻlchamsizdir.

Weber soni Tenglama 2 orqali aniqlangan:

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

ρ_C uzluksiz oziqlantiruvchi fazaning zichligini, N aralashtirish tezligini, D_I aralashtirgich parragining diametrini va σ fazalararo taranglikni bildiradi. Matematik tuzilma tufayli N yoki D_I oshishi Weber sonini oshiradi, σ oshishi esa Weber sonini kamaytiradi. Yakuniy korrelyatsiyada Weber sonining daraja koʻrsatkichi manfiy boʻlgani sababli, boshqa sharoitlar oʻzgarmaganda yuqoriroq Weber soni kichikroq D₃₂/D_I bilan bogʻliq.

Birlamchi W/O emulsiyasi uchun hajmiy ulush Tenglama 3 da quyidagicha aniqlangan:

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

Bu yerda V_d disperslangan ichki faza hajmini, V_o organik faza hajmini koʻrsatadi.

W/O/W qoʻsh emulsiyasida tashqi oziqlantiruvchi faza tizimga kiritilganda tadqiqot Tenglama 4 dan foydalanadi:

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

V_f tashqi oziqlantiruvchi faza hajmidir. Demak, boshqa hajmlar oʻzgarmas saqlanganda tashqi oziqlantiruvchi faza hajmini oshirish φ_ii ni kamaytiradi.

Modelni ishlab chiqishda qoʻllanilgan asosiy ish diapazonlari

Asosiy ELM tarkibi

Modelda qabul qilingan farazlar

Mualliflarning matematik modelida W/O tomchilari va W/O/W globulalari D₃₂ bilan ifodalanadi. Yetarli sirt faol modda mavjud deb qabul qilinib, ichki sirkulyatsiya yoʻqligi va W/O tuzilmasi harakatsizlanganligi faraz qilinadi. Model W/O/W emulsiyasida koalessensiya yoki qayta taqsimlanish yoʻqligini; ichki va tashqi oziqlantiruvchi faza-membrana chegaralaridagi taqsimlanish koeffitsiyenti bir xil ekanini; tashqi oziqlantiruvchi faza toʻliq aralashganini; kichik tomchilar sababli ichki massa almashinuvi qarshiligini eʼtiborsiz qoldirish mumkinligini; jarayon izotermik va ideal aralashganligini; fizik xossalar, tashqi oziqlantiruvchi faza zichligi va pH oʻzgarmasligini qabul qiladi.

Bu farazlar modelning talqin doirasini bevosita cheklaydi. Ayniqsa, “koalessensiya yoʻq” farazi real ELM tizimlarida kuzatiladigan koalessensiya mavjud emasligini anglatmaydi; u faqat qoʻllanilgan matematik ifoda ushbu dinamik hodisani bevosita yechmasligini koʻrsatadi.

MATLAB fminsearch Ushbu Tadqiqotda Nimani Optimallashtiradi?

MATLAB R2024a tarkibidagi fminsearch tadqiqotchilar Hinze–Kolmogorov korrelyatsiyasidagi nomaʼlum koeffitsiyentlarni tajribaviy D₃₂ maʼlumotlariga moslab aniqlash uchun ishlatadigan cheklovsiz koʻp oʻzgaruvchili optimallashtirish vositasidir. Maqsad tajribaviy va hisoblangan globula diametrlari orasidagi oʻrtacha mutlaq nisbiy ogʻishni kamaytiradigan hamda Tenglama 1 da qoʻllash mumkin boʻlgan C₁ va C₂ qiymatlarini olishdir.

Tadqiqotda ikkita alohida chiziqli tajribaviy bogʻlanish ishlatilgan. Holat 1 da aralashtirish tezligi oʻzgartirilib, boshqa parametrlar oʻzgarmas saqlangan; Holat 2 da esa hajmiy ulush oʻzgartirilgan. Manbadagi Rasm 1 va Rasm 2 ushbu tajribaviy D₃₂ tendensiyalarini koʻrsatadi.

Manbadagi Rasm 3 da algoritm oqimi maʼlum parametrlar va tajribaviy korrelyatsiyalarni dasturga kiritish, C₁ va C₂ ni fminsearch yordamida topish, AARD qiymatini tekshirish va qabul qilish mezoni bajarilmasa, parametrlarni qayta hisoblashdan iborat.

AARD Tenglama 5 orqali aniqlangan:

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

N_E taqqoslanayotgan tajribalar sonini, (D₃₂)_i,exp tajribaviy Sauter oʻrtacha diametrini va (D₃₂)_i,calc model hisoblagan diametrni ifodalaydi. Manbada modelni tekshirish uchun asosiy qabul qilish chegarasi AARD < %5 deb belgilangan.

Tadqiqot Usuli va Natijalari

Dastlabki empirik moslashtirish va nazariy daraja koʻrsatkichini tuzatish

MATLAB optimallashtirishining dastlabki bosqichida tadqiqotchilar Weber daraja koʻrsatkichini erkin qoldirib, Tenglama 6 ni olganlar:

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

Hisoblangan −0.4597 daraja koʻrsatkichi nazariy −0.6 qiymatiga nisbatan yaqin deb topilgani va adabiyotdagi koʻplab Hinze–Kolmogorov korrelyatsiyalarida −0.6 ishlatilgani uchun tadqiqotda daraja koʻrsatkichi −0.6 qilib belgilangan. Koeffitsiyentlar qayta sozlanganda yakuniy Tenglama 7 olingan:

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

Tenglama 7 ushbu tadqiqotning asosiy bashorat korrelyatsiyasidir. Bu yerda C₂ manfiy boʻlgani sababli φ oshganda qavs ichidagi koeffitsiyent kamayadi. Biroq tenglamani fizik jihatdan cheklanmagan φ qiymatlarida qoʻllab boʻlmaydi. Mualliflar ham yuqori hajmiy ulush sohasida yuqori chegara mavjudligini va modelning tajribaviy amal qilish doirasidan chiqmaslik kerakligini taʼkidlaydilar.

Ishlab Chiqilgan Korrelyatsiya Qanchalik Aniq?

Yakuniy Tenglama 7 kalibrlash holatlarida AARD qiymatlarini %5 dan past saqlaydi: aralashtirish tezligiga asoslangan Holat 1 uchun AARD %3.41 va R² 0.8466, hajmiy ulushga asoslangan Holat 2 uchun AARD %1.04 va R² 0.9994 dir. Bu qiymatlar model oʻrganilgan kalibrlash sharoitlarida tajribaviy tendensiyani aks ettira olishini koʻrsatadi; ammo manbadagi kengroq parametrik taqqoslashlarda xatolik darajalari oshadi va shu sababli korrelyatsiya aniqligini kalibrlash sohasi tashqarisiga cheksiz umumlashtirib boʻlmaydi.

Bu jadval muhim murosani koʻrsatadi: Weber daraja koʻrsatkichining nazariy −0.6 qiymatida belgilanishi Hinze–Kolmogorov yondashuviga muvofiqlikni oshirgan boʻlsa-da, ayniqsa Holat 1 da empirik moslik koʻrsatkichlarini Tenglama 6 ga nisbatan biroz yomonlashtirgan. Masalan, Holat 1 AARD qiymati %1.07 dan %3.41 ga oshgan. Shunga qaramay, tadqiqot %5 tekshirish mezoni bajarilgan deb hisoblaydi.

Manbadagi Rasm 4 fminsearch optimallashtirishining daraja koʻrsatkichi oʻzgartirilishidan oldingi va keyingi holatini; Rasm 5 va Rasm 6 esa tajribaviy D₃₂ qiymatlarini model bashoratlari bilan taqqoslashni koʻrsatadi. Rasm 7 da aralashtirish tezligi va hajmiy ulush oʻzgarganda hosil boʻlgan real W/O/W emulsiyasining mikrotasvirlari taqdim etilgan.

Aralashtirgich parragi diametrining taʼsiri

Manbadagi Rasm 8 da aralashtirgich parragi diametrining D₃₂ ga taʼsiri 0.01–0.1 m diapazonida oʻrganilgan. Modelda aralashtirgich parragi diametrining oshishi Weber soni va gidrodinamik parchalanishni oshirib, globula diametrini kamaytiradi. Biroq egri chiziq maʼlum nuqtadan keyin diametr ortishi D₃₂ ga tobora kamroq qoʻshimcha taʼsir koʻrsatishini bildiradi.

N = 5.00 s⁻¹ va D_I = 0.03 m sharoitida tajribaviy D₃₂ 7.70 µm, Tenglama 7 bashorati esa 7.41 µm dir; manba bu farqni %3.77 xatolik sifatida beradi. D_I = 0.04 m gacha oshirilganda hisoblangan diametr 5.89 µm gacha kamayadi va manba ikkita diametr orasidagi farqni taxminan %20.5 deb bildiradi.

Manba matnida keyinroq D_I = 0.99 m va 1.0 m uchun mos ravishda 0.4518 µm va 0.4482 µm qiymatlari beriladi. Bu qiymatlar Rasm 8 uchun koʻrsatilgan 0.01–0.1 m ish diapazoniga mos kelmaydi. Dastlabki MATLAB kodi mavjud boʻlmagani sababli bu sonlar yozuv xatosi deb taxmin qilinib tuzatilmagan.

D_I = 0.1 m uchun manba 5.00 s⁻¹ tezlikda aralashtirishda D₃₂ = 2.83 µm va 16.67 s⁻¹ tezlikda aralashtirishda D₃₂ = 0.667 µm qiymatlarini beradi. Bu natija aralashtirgich parragi diametri va aralashtirish tezligining taʼsirlarini birgalikda baholash kerakligini koʻrsatadi.

Aralashtirish tezligining taʼsiri

Rasm 9 da model 1.67–50 s⁻¹ diapazonida tekshirilgan. Tenglama 2 ga koʻra N Weber sonini kvadratik ravishda oshirishi, Tenglama 7 da esa We manfiy daraja koʻrsatkichiga ega boʻlishi sababli model matematik jihatdan yuqoriroq aralashtirish tezligida kichikroq D₃₂ ni bashorat qiladi.

D_I = 0.03 m uchun N = 5 s⁻¹ sharoitida D₃₂ 7.41 µm, N = 10 s⁻¹ sharoitida esa 3.22 µm deb hisoblangan. Manba bu oʻzgarishni %56.55 deb bildiradi. 25 va 30 s⁻¹ orasidagi farq %19.65 gacha, 45 va 50 s⁻¹ orasidagi farq esa %11.9 gacha kamayadi.

Biroq tadqiqot real tizimlar nazariy egri chiziqqa cheksiz ravishda ergashmasligi mumkinligini alohida taʼkidlaydi. Haddan tashqari yuqori aralashtirish tezliklarida kuchli parchalanishdan keyin koalessensiya yuz berishi va globula diametri yana kattalashishi mumkin. Bundan tashqari, 3.33 s⁻¹ sharoitida simulyatsiya va tajriba orasidagi xatolik %8.36 deb qayd etilgan; bu qiymat tadqiqotning umumiy %5 AARD qabul qilish mezonidan yuqori va modelning mahalliy aniqligi ish nuqtasiga qarab oʻzgarishi mumkinligini koʻrsatadi.

Fazalararo taranglikning taʼsiri

Tenglama 2 da σ Weber sonining maxrajida joylashgan. Boshqa sharoitlar oʻzgarmas saqlanganda pastroq fazalararo taranglik yuqoriroq Weber soni va Tenglama 7 doirasida kichikroq D₃₂ bilan bogʻliq. Tadqiqot ushbu bogʻlanishni turli erituvchi va qoʻshimcha tizimlarini taqqoslab oʻrgangan.

Palma moyi + Fe₂O₃ tizimi uchun 2 mN/m fazalararo taranglikda bashorat qilingan D₃₂ 7.41 µm, tajribaviy qiymat esa 7.70 µm dir. Aksincha, toluol + kremniy dioksidi tizimidagi 32 mN/m qiymatida, bir xil asosiy aralashtirgich parragi va aralashtirish sharoitlarida manba 39.1 µm lik kattaroq bashorat qilingan globula diametrini qayd etadi.

Mualliflar nanozarrachalarning fazalararo chegarada adsorbsiyalanishi fazalararo reologiya va samarali taranglikni oʻzgartirishi, sirt faol modda bilan birgalikda barqarorlashtiruvchi taʼsir hosil qilishi mumkinligini muhokama qiladilar. Ammo turli suyultiruvchilarni taqqoslashni faqat bitta kimyoviy xossaning sof taʼsiri deb koʻrmaslik kerak; adabiyotdagi ayrim qiymatlar tashuvchi, kerosin yoki sirt faol moddalarni ham oʻz ichiga olgan koʻp komponentli membrana fazalaridan olingan.

Hajmiy ulushning taʼsiri

Tadqiqot Tenglama 7 yordamida taxminan 0.01–0.35 hajmiy ulush diapazonida parametrik tekshiruv oʻtkazgan. Model maʼlum diapazonda φ oshgani sari D₃₂ kichrayishini koʻrsatadi. Fizik talqinga koʻra, kattaroq emulsiya hajmi aralashmaning birlik hajmidagi globulalar sonini va massa almashinuvi uchun fazalararo sirt maydonini oshirishi mumkin.

Biroq bu bogʻlanish cheksiz davom etmaydi. Mualliflar model koʻpi bilan taxminan φ = 0.307 darajasigacha amal qilishini va bundan keyin globula hosil boʻlishi buzilishini taʼkidlaydilar. Juda koʻp emulsiya tashqi oziqlantiruvchi fazada disperslanishni buzishi, qovushoqlikni oshirishi va osmotik shishish-parchalanish jarayonlarini kuchaytirishi mumkin.

Manba ushbu kengroq taqqoslash uchun oʻrtacha AARD ni %10.1 deb beradi. Bu natija ayniqsa muhim: Tenglama 7 ning Holat 2 kalibrlashidagi %1.04 AARD qiymati kengroq hajmiy ulush va ishlov berish nisbati sharoitlarida xatolikning ayni darajasi saqlanishini anglatmaydi.

Manba rasmlari birgalikda koʻrsatadigan ilmiy manzara

Rasm 1 va Rasm 2 tajribaviy D₃₂ ning aralashtirish tezligi va hajmiy ulush bilan chiziqli tendensiyalarini, Rasm 3 MATLAB optimallashtirish oqimini, Rasm 4 fminsearch yechimi va Weber daraja koʻrsatkichi oʻzgarishini, Rasm 5–6 esa tajribaviy va hisoblangan qiymatlar mosligini koʻrsatadi. Rasm 7 real W/O/W mikrotasvirlari orqali aralashtirish va hajmiy ulushdagi oʻzgarishlar globula tuzilmasida qanday aks etishini koʻrsatadi.

Rasm 8 aralashtirgich parragi diametrini, Rasm 9 aralashtirish tezligini, Rasm 10 turli fazalararo tarangliklarni va Rasm 11 hajmiy ulush taʼsirini taqqoslaydi. Rasm 12 esa turli ishlov berish nisbatlari sharoitidagi W/O/W tuzilmalarini real tasvirlar orqali koʻrsatadi. Ushbu tasvirlar birgalikda baholanganda maqolaning asosiy mazmuni faqat “D₃₂ kichraydi” degani emas; balki ish sharoitlari turbulentlik, fazalararo energiya va fazalar taqsimoti orqali emulsiya morfologiyasini qanday oʻzgartirishi mumkinligini modellashtirishdir.

Kelajakdagi modelga qaysi mexanizmlarni qoʻshish kerak?

Mualliflar real sharoitga yaqinroq ELM modeli koalessensiya, shishish va parchalanishni yanada ochiq hisobga olishi kerakligini taʼkidlaydilar. Koalessensiya globulalarning yaqinlashishi, oradagi uzluksiz faza pardasining yupqalashishi, pardaning uzilishi va tuzilmalarning birlashishi kabi bosqichlardan iborat boʻlishi mumkin. Shishish esa tashqi fazadagi suvning membrana tuzilmasiga oʻtishi orqali emulsiya hajmini oshirishi mumkin; manba osmotik shishish va mexanik qamrab olish natijasidagi shishish mexanizmlarini farqlaydi.

Modelni ishlab chiqishda sirt faol modda turi, tashuvchi, harorat, pH, globula diametri, tizimda qolish vaqti, ion kuchi, erituvchi qovushoqligi va aralashtirish tezligi kabi oʻzgaruvchilar ham muhimligi qayd etiladi. Shuningdek, aralashtirgich parragining qanotlari soni, oʻlchami va burchagi kabi geometrik oʻzgaruvchilar gidrodinamik siljish va globula oʻlchamini oʻzgartirishi taʼkidlanadi.

Tadqiqot qoʻllab-quvvatlaydigan xulosalar

Tadqiqot oʻrganilgan ELM tarkibi va tekshirish maʼlumotlari doirasida Hinze–Kolmogorov asosidagi D₃₂ korrelyatsiyasidan foydalanish mumkinligini; C₁ = 0.0436 va C₂ = −3.2561 koeffitsiyentlari bilan tuzilgan Tenglama 7 ikkita kalibrlash holatida AARD qiymatlarini %5 dan past saqlashini qoʻllab-quvvatlaydi. Model, shuningdek, oʻrganilgan sharoitlarda aralashtirgich parragi diametri va aralashtirish tezligi oshganda, fazalararo taranglik pasayganda va tegishli diapazonda hajmiy ulush ortganda kichikroq globula diametrlarini bashorat qiladi.

Tadqiqot qoʻllab-quvvatlamaydigan umumlashtirishlar

Tadqiqot ushbu korrelyatsiya barcha ELM tizimlarida, barcha sirt faol moddalarda, barcha nanozarrachalarda yoki barcha masshtablarda bir xil koeffitsiyentlar bilan amal qilishini isbotlamaydi. Parametrik MATLAB egri chiziqlari sanoat sharoitidagi tasdiqlash emas. Model real koalessensiya, parchalanish va shishish dinamikasining hammasini yechmaydi. Real tizimda juda yuqori aralashtirish tezligi har doim kichikroq va barqarorroq globulalar hosil qiladi deb ham boʻlmaydi; manba maʼlum kritik sharoitlardan keyin koalessensiya va oʻlchamning ortishi kuzatilishi mumkinligini aniq bildiradi.

Tadqiqotda sanoat oqova suvlarini tozalash uchun masshtabni kattalashtirish salohiyati tilga olinishi ishlab chiqilgan korrelyatsiya bevosita toʻliq masshtabli qurilmada tasdiqlanganini anglatmaydi. Masshtabni kattalashtirishda gidrodinamik oʻxshashlik, aralashtirgich parragi geometriyasi, energiya taqsimoti, faza nisbatlari va real jarayon beqarorliklari alohida tekshirilishi kerak.

Manba va Usul Haqida Izoh

Ushbu tadqiqot yangi mustaqil tajribalar turkumining barchasini boshidan yaratish oʻrniga, avvalgi ELM rux ekstraksiyasi tadqiqotlaridan olingan tajribaviy globula diametrlaridan foydalanib, Hinze–Kolmogorov asosidagi bashorat korrelyatsiyasini ishlab chiqadi va soʻng uni MATLAB orqali parametrik ravishda oʻrganadi.

Modelning asosiy cheklovlari kalibrlash diapazonining torligi, bir jinsli turbulentlik va oʻzgarmas fizik xossalar haqidagi farazlar, koalessensiyaning bevosita modellashtirilmasligi, shishish va parchalanishning ideallashtirilgan tarzda koʻrib chiqilishi hamda keng parametrik tekshiruvlarning bir qismi tajribaviy emas, nazariy bashorat xususiyatiga egaligidir. Manbada ham kelajakda yanada batafsil parchalanish, koalessensiya va birlamchi emulsiya mexanizmlarini modelga kiritish tavsiya etiladi.

Manbada natijalarni bayon qilishga oid ayrim nomuvofiqliklar ham mavjud: annotatsiyadagi R² ≥ 0.85 ifodasiga qaramay, Tenglama 7 Holat 1 uchun R² = 0.8466 dir; hajmiy ulush boʻlimida Tenglama 7 bilan birga %0.46 AARD ifodasi ishlatilgan boʻlsa, Jadval 5 bu qiymatni Tenglama 6 uchun beradi va Tenglama 7 uchun %1.04 ni koʻrsatadi; kengroq hajmiy ulush taqqoslashining AARD qiymati %10.1 dir. Rasm 8 da aralashtirgich parragi diametri 0.01–0.1 m diapazonida oʻrganilgan boʻlsa-da, matnda 0.99 m va 1.0 m qiymatlari ham uchraydi. Bu jihatlar dastlabki maʼlumotlar yoki MATLAB kodi boʻlmagan holda bildirmasdan tuzatilmagan.