CC BY
29
Обухова E.B.
О ГИПЕРБОЛИЧЕСКОЙ ТЕОРИИ ДИФФУЗИИ В ГОМОГЕННЫХ СМЕСЯХ
Интерес к гиперболической теории диффузии возникает тогда, когда нужно учесть конечную скорость массопереноса, то есть при изучении переходного процесса начала диффузии. Во-первых, он связан с экологической проблемой регистрации загрязняющей примеси, распространяющейся по основному потоку. Во-вторых, именно существенная нестационарность процесса диффузии, которую возможно описать только в рамках гиперболической теории массопереноса, определяет разрушение гранул ионообменников ß процессах сорбции - десорбции. Известно, что данное разрушение является основной причиной, препятствующей широкому внедрению технологий очистки органических растворов в ионообменных установках.
Классическая теория массопереноса, основанная на принятии закона Фика {q, -компоненты диффузионного потока, X - коэффициент диффузии, с - концентрация примеси)
q] = -Яс,у , 0)
содержит в себе парадокс бесконечной скорости распространения вещества при диффузии. Применение параболических моделей, построенных с использованием этого закона, оправдано лишь для стационарного режима или при малых значениях концентрации примеси. Возникает вопрос об условиях справедливости его применения для нестационарной диффузии. В теории массопереноса моделирование взаимопроникающих движений сплошных сред на основе обобщения закона Фика, которое приводило бы к гиперболическому уравнению массопереноса, встречается очень редко (Алексашенко A.A., Буренин A.A., Селеменев В.Ф., Шаруда В.А.). В данном исследовании на основе механики многокомпонентных гомогенных сред и обобщенного закона диффузии
dt
(т - время релаксации диффузионного потока) разработана математическая модель взаимодиффузии двух химически не реагирующих сплошных сред, учитывающая конечную скорость продвижения диффундирующих сред; изучены закономерности распространения поверхностей разрывов концентрации; вычислены скорости их движения в общем и частных случаях. Например, в случае переднего фронта жидкости, проникающей в твердую матрицу ионообменника или текущий основной поток, скорость фронта G зависит лишь от скорости Vi(2)t" частиц перед фронтом и степени
интенсивности процесса диффузии ( v; - компоненты единичной нормали к фронтальной поверхности):
, 1' ^-^
G = —
2
.....4 X
TPlQ у
(3)
С использованием теории поверхностей разрывов, получено и в простейших случаях проинтегрировано дифференциальное уравнение затухания интенсивности разрыва концентрации. Интересен случай сферического фронта, при котором интенсивность /; малого разрыва концентрации зависит еще и от изменения кривизны г "1 фронта
77 = С0Д0Г~1®Ф(-0.5Г~1*). (4)
(со - первоначальный скачок концентрации при Я0 - начальный радиус гранулы ионита). Замечено, что интенсивность разрыва концентрации может увеличиваться в сходящихся поверхностях разрыва за счет увеличения их кривизны. Данная особенность является причиной возникновения больших растягивающих напряжений в центре сферических зерен ионообменников, разрушающих их (Селеменев В.Ф., Шаруда В.А., Денисюк Е.Я., Керешатов В.В.). Из полученного уравнения затухания следует, что увеличение кривизны фронта приводит к возрастанию интенсивности ударной волны массообмена и возникновению разрушающих напряжений. В рамках разработанной модели поставлены и решены некоторые краевые задачи о распространении жидкой примеси по постоянному набегающему потоку и о переходном процессе деформирования набухающей упругой среды. Найдены и проиллюстрированы функции концентрации проникающей
жидкости и возникающих напряжений. Исследован процесс формирования больших растягивающих усилий в матрице сферического ионообменника в процессах сорбции — десорбции как в случае моделирования материала ионита несжимаемой, так и сжимаемой упругой средой.
Саполович Н.В.
ОРГАНИЗАЦИЯ САМОСТОЯТЕЛЬНОЙ РАБОТЫ СТУДЕНТОВ
Любая система образования в своей основе содержит принцип самостоятельной, самоорганизующейся деятельности. Университет на заре своего существования понимался как место, где естественный спрос на знания удовлетворяется предложением со стороны тех, кто может дать эти знания.
Учебный процесс в высшем и среднем профессиональном учебном заведении отличается от того, как он организован в средней школе. Одна из важнейших задач профессионального образования: научить студентов самостоятельно учится в дальнейшем. Студент во время учебы должен не только освоить программ)-', но и приобрести навыки самостоятельной работы. Главное для студента в период обучения в вузе или колледже научиться методам самостоятельного умственного труда, сознательно развить свои творческие способности и овладеть навыками творческой работы.
Самостоятельность в обучении представляет собой необходимое условие активизации познавательных интересов и всей учебной деятельности обучаемого и одновременно является одним из путей подготовки человека к жизни, труду в условиях постоянно и быстро развивающихся научных знаний и обновляющейся техники. В процессе обучения студент должен быть психологически и практически подготовлен к необходимости постоянно учиться, самостоятельно приобретать новые знания, и главное хотеть приобретать знания.
Современный образовательный стандарт предусматривает увеличение доли самостоятельной работы студентов в связи с сокращением числа часов аудиторных занятий. Не требуется особых доказательств, чтобы убедиться в неразрывной связи этого вопроса с системой ее обеспечения соответствующими пособиями, которые позволят осуществлять управление и коррекцию самостоятельной работы, контроль, самоконтроль и самооценку ее результатов. Наконец, должны быть в наличии соответствующим образом оборудованные помещения, пригодные для самостоятельной работы. Таким образом, условиями перевода значительной части материала на самостоятельную проработку его студентами является подготовка и издание учебных текстов, прежде всего учебников, учебных пособий, методических указаний по выполнению различного рода заданий, лабораторных и практических работ, материальная база. И только после того, как эти условия будут в наличии, самостоятельная работа может занять свое место в жизни студента, стать ведущей формой его учебной деятельности.
Для организации помощи студентам при их самостоятельной подготовке, преподавателями составляются учебно-методические комплексы дисциплин. В такой комплект обязательно должны входить программа дисциплины, адаптированная для студента. Учебная программа должна быть ориентирована на достижение конечной цели обучения, соответствовать образовательно-профессиональным требованиям к подготовке техника, инженера, бакалавра или магистра. Программа должна содержать: обоснование необходимости изучения дисциплины; четкую формулировку цели изучения и задач, которые должны быть решены для достижения общей цели; последовательность тем и разделов курса дисциплины, обязательных для данного направления подготовки; перечень видов деятельности, которые должен освоить студент, выполняя задания по дисциплине, перечни методологических и предметных знаний, общеобразовательных и специальных умений, которыми необходимо овладеть в процессе изучения данной дисциплины; сроки и способы текущего, рубежного и итогового контроля уровня усвоения знаний, сформированное™ умений.
Комплект учебно-методических материалов должен содержать также учебную литературу по дисциплине, которая по содержанию и последовательности представления материала должна соответствовать программе. В качестве учебной литературы, предлагаемой студентам, могут быть учебники, задачники, руководства по выполнению лабораторных и практических работ. Объем,
