Пояснительная записка (1215675), страница 5
Текст из файла (страница 5)
Метод наблюдения – когда источником знаний становятся наблюдения: за явлениями, предметами, действиями. Для применения данного метода следует выбирать такие формы занятия, которые дают возможность учащимся осуществить реальное наблюдение за развитием действия, явления.
Иллюстративные – это использование различного рода иллюстраций: картин, карточек, рисунков, плакатов, портретов, схем, графиков, таблиц и пр. Данный метод рекомендуется использовать на всех типах занятий.
Демонстрационные – объединяют все виды демонстрации наглядного материала: кинофильмы, видеосюжеты, опытов, демонстрации приборов, технических установок. Современное оборудование позволяет расширить рамки демонстрационного метода обучения и дает возможность применять его вне зависимости от формы занятия.
Наглядные методы обучения используют и в школах, и в ВУЗах, и для обучения дошкольников.
Применение наглядных методов обучения предельно просто в реализации и при этом значительно повышает эффективность учебного процесса.
Мультимедийное обучение – общепринятое название, используемое для описания когнитивной теории мультимедийного обучения. Эта теория включает в себя несколько принципов обучения с помощью или посредством мультимедиа.
При обучении с помощью мультимедиа студент должен одновременно кодировать два различных типа информации: звуковую и визуальную. Можно предположить, что эти конкурирующие источники информации будут стремиться подавить учащегося. Однако психологические исследования показали, что вербальная информация на самом деле лучше запоминается, когда сопровождается визуальной картинкой.
В 1974 г. английский психолог Алан Бэдли предложил теорию рабочей памяти, согласно которой, она состоит из двух в значительной степени независимых компонент, обычно работающих параллельно – одна из которых визуальная, а другая вербальная, что позволяет одновременно обрабатывать информацию, поступающую от наших глаз и ушей. Таким образом может быть действительно полезным, а не обязательно должно подавлять учащегося.
Изначально образовательный контент этих мультимедийных учебных исследований был ограничен логическими научными процессами, в центре которых были системы, основанные на причинно-следственной связи, такие как автомобильные тормозные системы, принцип работы велосипедного насоса или процесс формирования облаков. Но со временем было обнаружено, что эффект модальности может быть распространён на другие области, и они необязательно являются основанными на причинно-следственной связи системами.
2.2 Описание предметной области
2.2.1 Описание вертикального отстойника
При очистке сточных вод широко распространены процессы разделения гетерогенных систем на отдельные фазы путем осаждения частиц дисперсной фазы в дисперсионной среде под действием различных внешних сил. Так, для выделения твердых частиц из жидких сред широко применяются отстойники, основанные на осаждении частиц под действием силы тяжести. Схема вертикального отстойника представлена на рисунке 5.
Рисунок 5 – Схема вертикального отстойника
При движении частицы в жидкости возникает сопротивление, величина которого зависит главным образом от режима движения, формы и поверхности движущейся частицы.
Ламинарный режим движения имеет место при малых размерах частиц и высокой вязкости среды, что обусловливает небольшие скорости движения частицы.
Турбулентный режим движения частицы в жидкости наблюдается при больших размерах частиц и малой вязкости среды, то есть при высоких скоростях движения частиц, когда все большую роль начинают играть силы инерции.
2.2.2 Описание скруббера Вентури
Работа скруббера Вентури основана на дроблении воды турбулентным газовым потоком, захвате каплями воды частиц пыли, последующей их коагуляции и осаждении в каплеуловителе инерционного типа.
Скруббер Вентури включает в себя трубу Вентури и прямоточный циклон-каплеуловитель. Схема скруббера Вентури представлена на рисунке 6.
Рисунок 6 – Схема скруббера Вентури
Труба Вентури состоит из конфузора 1, служащего для увеличения скорости газа, оросительного устройства 4, горловины 2, в которой происходит осаждение частиц пыли на каплях воды, и диффузора 3, в котором протекают процессы коагуляции. В каплеуловителе 5 благодаря тангенциальному вводу газа создается вращение газового потока, вследствие чего смоченные и укрупненные частицы пыли отбрасываются на стенки и непрерывно удаляются из каплеуловителя в виде шлама.
2.2.3 Описание циклона
Запыленный газ вводится в цилиндрическую часть корпуса 1 через входной патрубок 2 тангенциально со скоростью 20-30 м/с. Благодаря тангенциальному вводу он приобретает вращательное движение вокруг выхлопной трубы 3. Частицы пыли под действием центробежной силы отбрасываются к стенкам корпуса и под действием гравитационных сил спиралеобразно опускаются в сборник пыли (на схеме не показан). Очищенный газ выбрасывается из циклона через выхлопную трубу 3 и направляется в трубопровод для отвода очищенного газа. Схема цилиндрического циклона представлена на рисунке 7.
Рисунок 7 – Схема цилиндрического циклона
2.2.4 Описание пенного пылеуловителя
Удаление пыли в аппаратах мокрой очистки происходит благодаря смачиванию частичек пыли жидкостью. Процесс протекает тем эффективнее, чем больше поверхность контакта фаз между газом и жидкостью, что достигается, например, диспергированием жидкости на капли или газа на множество пузырей, формирующих пену.
К мокрым пылеуловителям относят барботажно-пенные пылеуловители с провальной и переливной решетками (тарелками). В таких аппаратах газ на очистку поступает под решетку, проходит через отверстия в решетке и, барботируя через слой жидкости и пены, очищается от пыли за счет осаждения частиц на поверхности газовых пузырей.
Тарелки с переливом имеют отверстия диаметром 3-8 мм и свободное сечение 0,15-0,25 м2/м2. Провальные тарелки могут быть дырчатыми, щелевыми, трубчатыми и колосниковыми. Диаметром от 4 мм. Ширина щелей у остальных конструкций тарелок равна 5 мм.
Режим работы аппаратов зависит от скорости подачи газа под решетку. При скорости до 1 м/с наблюдается барботажный режим работы. Дальнейший рост скорости газа до 2-2,5 м/с сопровождается возникновением пенного слоя над жидкостью, что приводит к повышению эффективности очистки газа и брызгоуноса из аппарата. Современные барботажно-пенные аппараты обеспечивают эффективность очистки газа от мелкодисперсной пыли 0,95-0,96 при удельных расходах воды 0,4-0,5 л/м3.
Среди аппаратов мокрой очистки газов широкое распространение получили пенные газоочистители ЛТИ. Они могут быть с провальной и переливной решетками. Аппараты с переливной решеткой и сливным устройством позволяют работать при больших колебаниях нагрузки по газу и жидкости.
Корпус пылеуловителя может быть круглого или прямоугольного сечения. В первом случае обеспечивается более равномерное распределение газа, во втором – жидкости.
На рисунке 8 показана схема пенного пылеуловителя с переливной решеткой для очистки газов с отводом воды через сливное устройство.
Рисунок 8 – Схема пенного пылеуловителя
2.2.5 Описание пылеосадительной камеры
Схема пылеосадительной камеры с горизонтальными полками представлена на рисунке 9. Запыленный газ попадает внутрь корпуса и частицы пыли осаждаются на полках 2 или скатываются перегородке 3 в бункер 4 и удаляются из корпуса.
Рисунок 9 – Схема пылеосадительной камеры
2.3 Программные инструменты выбранные для разработки
Для создания трехмерных моделей и анимационных роликов была выбрана Полнофункциональная профессиональная программная система для создания и редактирования трёхмерной графики и анимации Autodesk 3ds Max. Так как данная система содержит самые современные средства для художников и специалистов в области мультимедиа и работает в операционной системе Windows Создание трехмерных моделей в 3ds Max позволяет применять их для трехмерной печати и анимирования [13].
Данная система проста в освоении, имеет в себе все необходимые для выполнения поставленных задач инструменты включая создание трехмерных моделей, анимирование и визуализацию.
Autodesk 3ds Max доступен в двух лицензионных версиях: студенческая – бесплатная, которая предоставляет полную версию программы, и полная версия стоимостью в 3900 евро.
Возможность получить полноценную версию будучи студентом для не коммерческой деятельности также является одной из причин выбора Autodesk 3ds Max
3 Создание трехмерных моделей и визуализация
3.1 Моделирование устройств очистки
Для разработки наглядных методических материалов, а именно анимационных роликов и макетов моделей устройств для последующей их печати был использован программный продукт Autodesk 3ds Max 2009.
На первом этапе разработки были построены плоские модели из стандартных примитивов.
На рисунке 10 представлена базовая модель циклона.
Рисунок 10 – Базовая модель циклона
Данные модели используются как промежуточный этап моделирования, а также для согласования работы с заказчиком при создании объемной модели по двухмерной схеме.
На рисунке 11 представлена базовая модель пенного пылеуловителя.
Рисунок 11 – Базовая модель пенного пылеуловителя
Далее, после согласования моделей с заказчиком, были созданы окончательные модели для дальнейшей визуализации и 3D печати.
Для моделирования объемных моделей можно использовать стандартные примитивы и булевы операции. Для этого создадим два цилиндра и разместим в центре, затем применим модификатор boolean.
Рисунок 12 – Применение модификатора boolean
Булевая операция вычитания удаляет пересечение двух объектов. Так как вычитаемым объектом является цилиндр меньшего диаметра в результате получаем объемную модель с толстыми стенками и отверстием в центре.
Рисунок 13 – Результат применения модификатора boolean
Для создания разреза применяем модификатор slice и cap holes для соединения разорваных полигонов в результате предыдущей операции.
Рисунок 14 – Создание разреза при помощи модификаторов slice и cap holes
Таким образом создается основная часть модели. При помощи булевых операций создаем отверстия по бокам используя принцип описаный выше.
Рисунок 15 – Создание отверстий по бокам при помощи модификатора Boolean
Для создания боковых каналов для воды и воздуха следует применить метод полигонального моделирования. В начале создадим стандартный примитив box и зададим нужное число полигонов. Для корректного отображения полигонов модели в процессе моделирования следует задавать достаточно высокую плотность полигонов, но не слишком большую для оптимального использования ресурсов персонального компьютера.
Рисунок 16 – Применение модификатора editable poly
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
