Активная среда и активные центры

Активная среда и активные центры

Активные центры

1) в учении о скоростях химических реакций свободные атомы или радикалы, возникающие как промежуточные продукты реакций и обладающие высокой реакционной способностью.

2) В учении о гетерогенном катализе места на поверхности твёрдого тела, на которых адсорбируются молекулы исходных веществ, перед тем как вступают в реакцию.

3) В ферментативном Катализе особые участки поверхности молекулы фермента (См. Ферменты), на которых протекают ускоряемые ими реакции. В ферментах А. ц. — определённые группировки аминокислотных остатков, атомы металлов, простетические или боковые группы некоторых аминокислотных остатков (цистеина, серина, гистидина), входящие в состав фермента; активные центры фермента образуются в белковой молекуле в результате сближения определённых участков полипептидной цепи (см. Белки).

4) В иммунологии участки молекул Антитела, связывающиеся с бактериями, вирусами или др. антигенами (См. Антигены).

Лит.: Ашмор П., Катализ и ингибирование химических реакций, пер. с англ., М., 1966; Кретович В. Л., Введение в энзимологию, М., 1967.

Построение предметно-пространственной среды в группе ДОУ с учетом ФГОС

Ирина Путивцова
Построение предметно-пространственной среды в группе ДОУ с учетом ФГОС

Вопрос организации предметно-развивающей среды ДОУ на сегодняшний день стоит особо актуально. Это связано с введением нового Федерального государственного образовательного стандарта (ФГОС) к структуре основной общеобразовательной программы дошкольного образования.

Организация развивающей среды в ДО с учетом ФГОС строится таким образом, чтобы дать возможность наиболее эффективно развивать индивидуальность каждого ребёнка с учётом его склонностей, интересов, уровня активности.

Пространство, созданное для детей взрослыми, должно положительно влиять на дошкольника. Для этого необходимо соблюдать следующие условия:

Предметно-пространственная развивающая среда в детском саду должна:

• иметь привлекательный вид;

• выступать в роли естественного фона жизни ребенка;

• положительно влиять на эмоциональное состояние;

• помогать ребенку индивидуально познавать окружающий мир;

• давать возможность дошкольнику заниматься самостоятельной деятельностью.

Если среда организована неправильно, она не вызывает новых впечатлений, не создает условия для развития воображения, фантазии, желания играть. В ней нет элемента неожиданности: все знакомо с первого дня и остается неизменным. Такая среда создает внутреннюю напряженность, создает у ребенка ощущение постоянного присутствия большого количества детей, и не отвечает основным детским потребностям.

При организации предметно – развивающей среды в дошкольном учреждении важнейшим условием является учет возрастных особенностей и потребностей детей, которые имеют свои отличительные признаки.

• Для детей третьего года жизни является свободное и большое пространство, где они могут быть в активном движении – лазании, катании.

• На четвертом году жизни ребенку необходим развернутый центр сюжетно-ролевых игр с яркими особенностями атрибутов, дети стремятся быть похожими на взрослых, быть такими же важными и большими.

• В среднем— старшем дошкольном возрасте проявляется потребность в игре со сверстниками, создавать свой мир игры. Кроме того в предметно-развивающей среде должно учитываться формирование психологических новообразований в разные годы жизни.

Примерные центры, которые должны быть созданы в группе по образовательным областям с учетом

ФГОС

1) Социально-коммуникативное развитие:

— Центр пожарной безопасности

— Центр сюжетно- ролевых игр

2) Познавательное развитие:

— Центр «Мы познам мир»

— Центр сенсорного развития

— Центр конструктивной деятельности

— Центр математического развития

3) Речевое развитие:

— Центр «Говори правильно»

4) Художественно-эстетическое развитие:

-Уголок творчества «Умелые руки»

— Центр музыкально- театрализованной деятельности

5) Физическое развитие:

— Центр физического развития

Рассмотрим подробнее оборудование и значение некоторых зон.

Театральный уголок – важный объект развивающей среды, с которого можно начать оснащение группы, поскольку именно театрализованная деятельность помогает сплотить группу, объединить детей интересной идеей, новой для них деятельностью. В театре дошкольники раскрываются, демонстрируя неожиданные грани своего характера. Робкие и застенчивые становятся уверенными и активными. Тот, кто без желания шел в детский сад, теперь с удовольствием спешит в группу.

Примерное оснащение театрального уголка группы:

1. Театрально-игровое оборудование: большая и маленькая ширма, простейшие декорации, фланелеграф

2. Стойка-вешалка для костюмов.

3. Костюмы, маски, парики, атрибуты для постановки 5-6 сказок.

4. Разные виды кукольного театра: театр картинок, пальчиковый, перчаточный, театр петрушек, теневой театр, тростевые куклы,

Музыкальное развитие ребёнка обусловлено не только занятиями с педагогом, но и возможностью самостоятельно играть, экспериментировать с музыкальными игрушками, свободно заниматься творческим музицированием. Для развития самостоятельной музыкальной деятельности детей очень большое значение имеет музыкальный уголок в группе (музыкальная зона). Развитие творческого начала детей во многом зависит от оборудования и его привлекательности.

Музыкальная предметная среда должна быть соответствовать глазу, действиям руки, росту ребенка. В музыкальном уголке должны стоять шкаф, полки для музыкальных пособий, пару столов, стулья для дидактических игр. Пособия развивающей среды должны быть эстетичны, привлекательны, просты в обращении, вызывать желание действовать с ними.

Оборудование музыкального уголка разделяют на два уровня: для воспитателя и для детей.

В музыкальных уголках должны находиться:

— Материал для творческих сюжетно-ролевых игр – мягкие игрушки, мягкие музыкальные игрушки; куклы — неваляшки, образные музыкальные «поющие» или «танцующие» игрушки

— Портреты композиторов (произведения которого дети поют или слушают)

— Музыкально дидактические игры:

— Иллюстрации -пособия типа «Лото»: карточки с нарисованными или наклеенными на них картинками

— Всевозможные картинки: книжки-малютки «Мы поем», музыкальные картинки к песням, которые могут быть выполнены в виде большого альбома или отдельные красочные иллюстрации, иллюстрации по теме «Времена года», иллюстрации музыкальных инструментов, картинки с изображением животных поющих, танцующих или играющих на музыкальных инструментах.

— Неозвученные детские музыкальные игрушки и инструменты.

Книжный уголок — необходимый элемент развивающей предметной среды в групповой комнате. Его наличие обязательно во всех возрастных группах, а содержание зависит от возраста детей.

Подбор литературы и педагогическая работа, организуемая в уголке, должны соответствовать возрастным особенностям и потребностям детей.

Периодичность книжного обмена также зависит от конкретных задач приобщения детей к чтению. Состав книжного уголка может не меняться в течение недели и даже двух тогда, когда к нему постоянно нужно обращаться и воспитателю, и детям. В среднем, срок пребывания книги в книжном уголке 2-2,5 недели.

Что мы помещаем в книжный уголок?

— Книги, соответствующие возрасту детей. Кроме программных книг, можно выставлять книги, которыми интересуются дети. Для детей младшего возраста обязательно подбирать книги в 2—3-х экземплярах: это поможет избежать конфликтных ситуаций.

— Познавательная и детская энциклопедическая литература.

— Сборники считалок, чистоговорок, пословиц, поговорок, загадок.

— Альбомы фотографий родного города (деревни, детских писателей, праздников, проводимых в группе.

— Портреты детских писателей, с произведениями которых дети хорошо знакомы.

— Панно, картины, рисунки любимых литературных героев.

— Диафильмы, слайды, диски с детскими сказками.

— Наборы открыток (тематические, сюжетные).

— Настольно-печатные, речевые игры.

— Альбомы для рисования, книжки-раскраски, цветные карандаши.

— Атрибуты для сюжетно-ролевой игры «Библиотека» (в старших группах).

Исходя из требований ФГОС, отличительной чертой в комплектации физкультурного уголка должно являться:

— содержательная насыщенность, необходимые и достаточные материалы для всех видов детской деятельности;

— гибкость игрового пространства, полифункциональность среды и игровых материалов (наличие предметов-заместителей) ;

— вариативность наличие материалов и оборудования, для свободного выбора детей;

— периодическая сменяемость игрового материала, доступность игровых материалов, возможность использовать все элементы среды.

Теоретический материал физкультурного уголка.

В младших группах:

— картотека подвижных игр;

— картотека малоподвижных игр;

— картотека утренних гимнастик;

— иллюстрированный материал по зимним и летним видам спорта;

— символика и материалы по истории Олимпийского движения;

В старших группах к данному материалу добавляется:

-сведения о важнейших событиях спортивной жизни страны (книжки-самоделки, альбомы) ;

Практический игровой материал и оборудование:

— материал для подвижных игр;

— дидактические игры о спорте;

— пособия для профилактики плоскостопия и развития мелкой моторики рук:

коврики массажные, нестандартное оборудование, массажные мячи.

— пособия для игр и упражнений с прыжками: скакалки, обручи, ленты с кольцами.

— пособия для игр и упражнений с бросанием, ловлей, метанием: мячи разного размера, кольцеброс, мячик для настольного тенниса с ракеткой, мяч на липучке с мишенью, кегли.

Уголок природы, который органично вписывается в интерьер, будет украшением групповой комнаты и позволит детям проводить наблюдения и экспериментальную деятельность.

Растения, которые помещаются в природный уголок, должны быть безопасны. Не допускается иметь в уголке природы ядовитые и колючие растения. И, конечно, обязательно осуществление ежедневного ухода за растениями. На цветах желательно иметь таблички с названием.

Все обитатели уголка природы в детском саду можно разделить на постоянных и временных.

Постоянными обитателями уголка природы будут комнатные растения.

Временные обитатели уголка природы – это объекты, которые вносятся для наблюдений на непродолжительный отрезок времени:

— осенью это будут осенние букеты и цветы из цветника, пересаженные в кашпо. А также в старших группах поделки из природного материала;

— зимой это могут быть ящики с посадками зелёного лука и веточки деревьев;

— весной – ящики с рассадой для огорода детского сада, букеты весенних первоцветов.

Кроме этого, в уголке природы в каждой группе необходимо иметь:

— Натуральные овощи и фрукты, либо их муляжи.

— Наборы картинок с изображением животных, птиц, насекомых и прочее.

— Альбомы «Времена года»; книжки с иллюстрациями, на которых изображены животные; картины известных художников.

— Рисунки детей о природе и поделки из природного материала.

— Материал для труда. Фартуки, леечки, лопатки, палочки для рыхления, тряпочки пригодятся для ухода за комнатными растениями. Метёлочки и совочки – для поддержания чистоты в уголке природы и группе.

— Оборудование для экспериментов. Формочки, воронки, лопатки, сита будут нужны для игр с песком. Для игр с водой можно использовать пипетки, одноразовые шприцы, ёмкости разной формы. Для изготовления поделок необходим природный и бросовый материал. Для детей подготовительной группы будет интересна работа с лупой, микроскопом, весами.

— Дидактические игры природного содержания «Кто что ест?», «Чей домик?», «Чей малыш?» и другие

Каждый электрик должен знать:  Виды электрических розеток какие бывают, почему они разные

Итак, главной задачей воспитания дошкольников являются создание у детей чувства эмоционального комфорта и психологической защищённости. В детском саду ребёнку важно чувствовать себя любимым и неповторимым. Поэтому, важным и является среда, в которой проходит воспитательный процесс.

2.2.3.2. РЕАКЦИОННАЯ СПОСОБНОСТЬ КАТИОННЫХ АКТИВНЫХ ЦЕНТРОВ

Реакционную способность катионных активных центров трудно охарактеризовать с общих позиций, поскольку практически каждая конкретная система характеризуется своими особыми кинетическими закономерностями, зависящими от природы мономера, используемого катализатора и среды, в которой протекает процесс. Некоторое представление об этой ситуации дают данные по константам и энергии активации реакции роста цепи kp и Еа, приведенные в таблице 1.8.

Очевидна разница, в ряде случаев колоссальная, в активности ионов и ионных пар, реакционная способность последних варьирует в широких пределах. Активности разделенных пар и свободных ионов высоки и близки, контактные пары обладают низкой реактивностью.

Часто бывает нелегко установить, протекает полимеризация на ионных парах с низкой скоростью или на свободных ионах, равновесная концентрация крайне мала,

Кинетические характеристики реакции роста цепи при катионной полимеризации

Активный центр фермента

Активный центр фермента

Участок молекулы фермента, который специфически взаимодействует с субстратом, называется активным центром. Активный центр – это уникальная комбинация аминокислотных остатков в молекуле фермента, обеспечивающая непосредственное взаимодействие её с молекулой субстрата и принимающая прямое участие в акте катализа. У сложных ферментов в состав активного центра входит также кофактор. В активном центре условно различают каталитический участок, непосредственно вступающий в химическое взаимодействие с субстратом и участок связывания, который обеспечивает специфическое сродство к субстрату и формирование его комплекса с ферментом.

Свойства активных центров ферментов:

1. На активный центр приходится относительно малая часть общего объема фермента.

2. Активный центр имеет форму узкого углубления или щели в глобуле фермента.

3. Активный центр – это трехмерное образование, в формировании которого участвуют функциональные группы линейно удаленных друг от друга аминокислот.

4. Субстраты относительно слабо связываются с активным центром.

5. Специфичность связывания субстрата зависит от строго определенного расположения атомов и функциональных групп в активном центре.

У некоторых регуляторных ферментов имеется еще один центр, называемый аллостерическим или регуляторным. Он пространственно разделен с активным центром.

Аллостерический центр – это участок молекулы фермента, с которым связываются определенные обычно низкомолекулярные вещества (аллостерические регуляторы), молекулы которых не сходны по строению с субстратом. Присоединение регулятора к аллостерическому центру приводит к изменению третичной и четвертичной структуры молекулы фермента и, соответственно, конформации активного центра, вызывая снижение или повышение ферментативной активности.

Изотермические пламена. Определяющая роль диффузии активных центров

Развитие теории разветвленных цепных реакций и успешное применение ее к количественному описанию взрыва в газовых смесях, включая критические условия, период индукции, действие ингибиторов, кинетику реакции, – эти успехи цепной теории были поистине впечатляющими. Поэтому, естественно, возник вопрос: нельзя ли рассматривать распространение пламени как явление, обусловленное разветвлением цепей? Нельзя ли предположить, что в зоне реакции велика концентрация активных частиц и соответственно велика скорость разветвления и количество вновь образующихся активных частиц? Эти частицы могут диффундировать в «свежую», еще не реагирующую смесь и создать там начальную концентрацию, необходимую для дальнейшего разветвления цепей.

В 1937 г. появилась замечательная работа И. Г. Петровского, А. Н. Колмогорова, Н. С. Пискунова, которая дала математический аппарат и выражение для скорости распространения волны в очерченных выше предположениях.

Работа была задумана ее авторами применительно к биологической задаче: в экологической среде внезапно, локально (в некотором очаге) возникает новый тип организмов, обладающий повышенным биологическим потенциалом (лучшая приспособленность к условиям данной среды, большая плодовитость) по сравнению с ранее существовавшим, и этот новый тип расселяется по всему пространству, вытесняя старый тип организмов. Однако при использовании теории И. Г. Петровского, А. Н. Колмогорова, Н. С. Пискунова применительно к химическим реакциям и пламенам обнаруживается принципиальная трудность.

Действительно, в работе предполагается, что среда, окружающая очаг, является активной, сверхкритической, т.е. в любой точке среды активные частицы начинают размножаться немедленно после их возникновения. При этом вне очага активные частицы появляются только за счет диффузии. Иначе обстоит дело в химически активной среде: спонтанное появление активных частиц за счет теплового движения неизбежно, а значит, неизбежно и возникновение новых независимых очагов, что нарушает картину закономерного распространения химической реакции в виде фронта, с постоянной скоростью удаляющегося от первоначально заданного очага.

Можно сформулировать эту трудность иначе. Экспериментальные наблюдения показывают, что взрывчатые смеси в начальном своем состоянии (обычно при комнатной температуре) являются подкритическими по отношению к разветвлению цепей, т.е. константа скорости обрыва цепей g больше константы скорости разветвления, так что φ g, т.е. положение границы полуострова воспламенения не зависит от скорости зарождения цепей и исходной концентрации активных центров.

Однако в принципе возможны реакции, скорость которых нелинейно зависит от концентрации активных центров; это реакции взаимодействия активных центров типа B1 + В2 = = В3 + В4 + В5, приводящие к размножению, разветвлению цепей. При взаимодействии цепей скорость реакции зарождения может приводить к изменению области самовоспламенения. Рассмотрим в качестве примера основное уравнение цепной теории (3.42) при положительном квадратичном разветвлении цепей («квадратичный автокатализ»):

Цепное воспламенение происходит, если dn/dt > 0 – квадратный трехчлен в правой части (3.165) положителен. Это возможно не только при f > g, как в случае линейных процессов разветвления и гибели, но и при f n•. Таким образом, взаимодействие цепей, которое приводит к нелинейному увеличению числа активных центров и общей скорости химического превращения (поэтому его называют положительным), смещает границу полуострова воспламенения в область более низких температур. Возникает задача о цепном распространении холодного пламени при наличии квадратичного взаимодействия цепей – задача особенно интересная для развития цепной теории. Исходное состояние горючей смеси отвечает подкритическому состоянию вещества, в котором линейные процессы размножения и гибели активных центров не могут вызывать самовоспламенения – иначе горючая смесь сразу воспламенилась бы по всему объему. Возбудить цепную реакцию в исходной смеси можно, только если в системе существует механизм нелинейного взаимодействия цепей, приводящий к прогрессирующему росту концентрации активных центров. Однако для его ввода в действие необходима пороговая критическая концентрация активных центров, введенная в смесь в начальный момент. В холодном пламени критическая концентрация обеспечивается диффузией активных центров вперед по ходу распространения пламени из зоны интенсивной химической реакции, где активных центров много. Именно диффузия приводит к смещению границ полуострова воспламенения в исходной горючей смеси, обеспечивая разгон химического превращения.

Эти представления были полностью подтверждены в работе В. Г. Воронкова и Н. Н. Семёнова [1] по исследованию холодного пламени окисления сероуглерода. Опыты показали, что пламя в бедной смеси 0,03% CS2 + воздух распространяется при температурах, которые в среднем на 100° ниже температур самовоспламенения смеси при соответствующих давлениях (рис. 3.29).

Рис. 3.29. Полуостров самовоспламенения (1) и граница области возникновения холодного пламени (2) в смеси сероуглерода с воздухом

Основным уравнением теории изотермического распространения пламени является уравнение диффузии промежуточного активного вещества в движущейся среде:

Это уравнение написано в системе координат, связанной с пламенем, слева (x 0) – продукты реакции, b – концентрация активного центра, D – его коэффициент диффузии, W1 – скорость размножения активных центров, W2 – скорость их гибели вследствие обрыва цепей. Естественно, следует полагать, что при отсутствии активных центров (b = 0) W1 = W2 = 0.

Скорости размножения активных центров и их гибели зависят, помимо концентрации самих активных центров, от концентрации других компонент реагирующей смеси, диффундирующих в холодном пламени. Поэтому теоретическое рассмотрение холодных пламен, как правило, требует анализа системы уравнений диффузии для различных компонентов смеси.

Здесь мы ограничимся самым простым случаем автокаталитической цепной реакции с квадратичным разветвлением цепи и при недостатке в смеси одного из исходных горючих компонентов. К этой схеме может быть сведена при использовании ряда упрощающих предположений кинетическая схема распространения пламени в смеси сероуглерода с кислородом.

Будем рассматривать два процесса: разветвление цепи –

где a1 – горючее вещество, находящееся в недостатке (фактически процесс квадратичного разветвления идет намного сложнее – через несколько элементарных актов, написанная реакция – суммарное представление разветвления); f – суммарная константа реакций, и объемную гибель активных центров –

где a2 – исходное вещество, находящееся в избытке (фактически g’ может быть разностью между скоростями гибели активных центров и линейного разветвления).

Поскольку скорость разветвления цени намного больше скорости гибели центров, можно полагать, что

где а0 – начальная концентрация горючего вещества. Для такой разветвленной реакции

и уравнение (3.166) принимает вид

с граничными условиями

где конечное значение концентрации промежуточного вещества определяется из равновесия в продуктах сгорания W1(bf)= W2(bа).

Переходя к переменной я = b/bf и вводя функцию v == (D/(fbfa0))1/2dz/dx, понизим порядок уравнения (3.171):

Поскольку концентрации на стремятся к постоянным значениям, граничными условиями уравнения (3.173) являются

Будем искать решение уравнения (4.173) в виде

(граничные условия при этом удовлетворяются на обоих концах отрезка).

Подставляя предполагаемое решение (3.175) в уравнение (3.173), можно убедиться, что оно удовлетворяется, если выполняется соотношение

Таким образом, для скорости распространения холодного пламени получаем формулу

или приближенно, при малом значении параметра ,

Эта формула была применена В. Г. Воронковым и Η. Н. Семёновым к обработке экспериментальных данных по распространению холодного пламени в бедной смеси сероуглерода с воздухом (0,03% CS2) (адиабатический разогрев в такой смеси составляет 15°, условие изотермичности процесса хорошо выполняется).

Из формулы (3.177) видно, что скорость пламени существенно зависит от отношения констант гибели активных центров и разветвления цепи. Если это отношение (g/f) растет, то скорость пламени уменьшается, и по достижении становится равной нулю. Таким образом, в самой формуле (3.177) заложены пределы распространения холодного пламени; гибель активных центров, естественно, способствует прекращению горения, разветвление цепи – интенсивному распространению пламени. Отметим, что скорость распространения на пределе горения обращается в нуль, в то время как в опытах по горению сероуглерода наблюдались ненулевые минимальные значения скорости. Это несоответствие объясняется приближенным характером теории, рассматривающей изменение концентрации только одного химического компонента вместо сложного процесса химического превращения с участием многих реагентов.

Метод получения формулы для скорости распространения пламени, использованный в этом разделе, хотя и дает точное значение скорости (это точное решение уравнения), но оставляет открытым вопрос о единственности решения. Возникает вопрос: нельзя ли построить несколько режимов распространения холодного пламени, удовлетворяющих всем условиям?

Каждый электрик должен знать:  Современные этажные электрощиты

Как уже говорилось выше, математическому исследованию вопроса о возможных волновых режимах распространения изотермической цепной химической реакции посвящена работа И. Г. Петровского, А. Н. Колмогорова, Н. С. Пискунова, в которой доказывается, что, вообще говоря, можно построить бесконечное число решений задачи, однако устойчивым из них является только одно, отвечающее минимально возможному значению скорости. Этот факт имеет место, если суммарная скорость реакции W1(b) – W2(b) положительна при b > 0, обращается в нуль при b = 0 и имеет в этой точке максимальную положительную производную по b. Но в рассмотренном выше случае производная скорости реакции при b = 0 отрицательна, и решение задачи оказывается единственным, т.е. вопрос о скорости изотермического пламени при автокатализе второго порядка решается однозначно.

Отметим особенности теории распространения холодного пламени, отличающие ее от теории теплового распространения. При тепловом распространении пламени химическая реакция сосредоточена в узкой зоне вблизи температуры горения, и в пламени можно выделить зону прогрева (без химической реакции), зону химической реакции и в каждой зоне находить упрощенные решения основного уравнения. При диффузионном механизме распространения изотермического пламени выделить различные по своему физическому значению зоны внутри фронта пламени нельзя: цепная химическая реакция идет по всей толщине фронта.

Само распространение холодного пламени можно трактовать как непрерывное внесение затравки – через диффузию – в свежую смесь. Поэтому скорость пламени задается локальной формой функции скорости производства активных центров вблизи границы холодного пламени со свежей смесью (при b → 0) и не зависит от вида этой функции внутри фронта холодного пламени. При тепловом распространении пламени скорость, напротив, определяется интегралом от скорости тепловыделения по всей зоне химической реакции.

Подчеркнем, что чисто тепловой и чисто диффузионный механизмы распространения ламинарного пламени являются идеализированными предельными случаями реальных ситуаций. В действительности, передача тепла всегда сопровождается диффузией активных частиц (а большинство реакций в пламенах, по-видимому, цепные!), равно как верно и обратное утверждение, потому что цепные реакции обладают, как правило, большим тепловым эффектом. Кроме того, скорости элементарных стадий цепного превращения обладают существенными энергиями активации и, следовательно, сильной зависимостью от температуры. Изотермичность цепных реакций достигается лишь в случае сильного разбавления горючей смеси инертными газами.

Поэтому представляет большой интерес исследование горячих пламен с цепными реакциями.

До сих пор, рассматривая ламинарное пламя, мы предполагали, что существует распространяющийся с постоянной скоростью плоский фронт пламени с устойчивой тепловой и диффузионной структурой. Этот факт не ставился под сомнение. Однако часто в опытах наблюдается распад плоского фронта пламени на отдельные очажки горения – образуются так называемые ячеистые пламена; например, факел пламени на горелке Бунзена трансформируется в пирамидальное пламя, иногда даже вращающееся вокруг своей оси, при распространении пламени в трубах часто возникает колеблющийся фронт горения и т.п. Эффекты эти часто связаны с внутренней неустойчивостью плоского ламинарного пламени, которая не позволяет ему сохраняться продолжительное время. Установлено несколько причин, по которым пламя оказывается неустойчивым. К неустойчивости пламени могут приводить процессы теплопроводности и диффузии, ответственные за структуру его фронта, и газодинамические возмущения в горючей смеси и продуктах сгорания. Роль теплодиффузионных процессов проявляется в их влиянии на мелкие возмущения, которые воздейст вуют на саму структуру фронта пламени, но не вызывают значительных газодинамических возмущений. Газодинамические возмущения, напротив, имеют большой масштаб, намного превышающий теплодиффузионную ширину.

В 1934 г. Б. Льюис и Г. Эльбе [25], рассматривая изменение полной энтальпии внутри пламени (см. рис. 3.26), пришли к заключению о том, что при коэффициенте температуропроводности х, большем коэффициента диффузии D, пламя должно быть неустойчивым. Свой вывод они объяснили тем, что при подобном соотношении между коэффициентами переноса в зоне подогрева существует максимум полной энтальпии – пламя «вобрало» в себя избыточную энергию, т.е. пришло в состояние, в котором, как правило, система оказывается неустойчивой.

Дальнейшие теоретические и экспериментальные исследования показали, однако, что вывод Льюиса и Эльбе не является исчерпывающим. При x> D пламя может быть при определенных условиях неустойчивым. Но имеется и неустойчивость другого типа, возникающая при противоположном соотношении между коэффициентами переноса. Почему она появляется, лучше всего пояснить на рисунке (рис. 3.30).

х по отношению к искривлениям его фронта. Область продуктов горения заштрихована, сплошными стрелками показано направление тепловых потоков, пунктирными – диффузионных потоков»>

Рис. 3.30. К иллюстрации диффузионно-тепловой неустойчивости пламени при D > х по отношению к искривлениям его фронта. Область продуктов горения заштрихована, сплошными стрелками показано направление тепловых потоков, пунктирными – диффузионных потоков

Рассмотрим искривленный фронт ламинарного пламени. Если исследовать влияние на искривление пламени одной теплопроводности, то можно убедиться, что теплопроводность должна уменьшать искривление пламени – приводить к его стабилизации. Действительно, выпуклые по отношению к холодной горючей смеси участки зоны химической реакции должны отдавать больше тепла, чем в плоском пламени: тепло от них передается не только вперед по направлению распространения пламени, но и в боковых направлениях. Вызываемое этим охлаждение зоны реакции приведет к отставанию вырвавшихся вперед участков пламени. Иная ситуация будет для вогнутых участков, где по тем же соображениям температура повысится, скорость реакции увеличится, и они с большей скоростью будут распространяться вперед но ходу распространения пламени. Таким образом, поверхность искривленного фронта пламени будет выравниваться. Иначе говоря, теплопроводность оказывает стабилизирующее действие на искривленное пламя.

К противоположному выводу можно прийти, если рассматривать диффузию лимитирующего реакцию горючего компонента. Выпуклые участки фронта находятся в более благоприятном для поставки горючего материала положении, чем другие участки фронта пламени, – они диффузией собирают горючее вещество с большего объема горючей смеси (см. пунктирные стрелки на рис. 3.30). Благодаря диффузии скорость реакции на выпуклых участках увеличится, и искривления фронта тем самым еще больше возрастут. Диффузия, таким образом, оказывает дестабилизирующее действие. Окончательный ответ о диффузионно-тепловой устойчивости пламени зависит от соотношения между процессами диффузии и теплопроводности. При х> D естественно ожидать существование плоского фронта пламени, а при обратном соотношении уходящие вперед выпуклые языки пламени настолько обедняют смесь, остающуюся в промежутках между ними, что она становится негорючей, фронт пламени разбивается на отдельные несвязанные между собой выпуклые участки. Неустойчивость пламени при х [2] .

Распад плоского фронта пламени па отдельные очаги горения наиболее наглядно прослеживается в экспериментах с горючими смесями, компоненты которых – горючее и окислитель – имеют резко отличающиеся молекулярные веса и, следовательно, резко различные коэффициенты молекулярного переноса. Примером такой горючей смеси является смесь водорода с бромом. Если в ней в недостатке находится легкий газ – водород, то реализуется условие, когда коэффициент диффузии лимитирующего скорость химической реакции компонента оказывается больше коэффициента температуропроводности смеси, который определяется теплопроводностью преобладающего, тяжелого компонента. В этом случае – в бедной водородом смеси – плоское пламя оказывается неустойчивым. В экспериментах, которые впервые проводил с бромо-водородными смесями В. И. Кокочашвили, наблюдается образование отдельных колпачков или очажков пламени с характерным размером

1 см, которые движутся в горючей смеси гак, что поверхность фронта горения не захватывает при этом всего сечения трубы. За колпачками тянутся суживающиеся светящиеся следы горючего газа длиной до 30-40 мм. Размер очажков, их форма, устойчивость зависят от вида пламени: например, для быстро горящих пламен очажки (ячейки) меньше, но они более устойчивы.

В случае если в бромо-водородной смеси в недостатке тяжелый бром, наблюдается устойчивый плоский фронт пламени. Соотношение между диффузией и теплопроводностью при этом таково, что возмущения на фронте пламени сглаживаются.

Четкие опыты по определению влияния состава смеси на распад пламени были проведены В. П. Карповым, который изучал распространение сферического пламени в бомбе постоянного объема для разных горючих смесей и разных составов с помощью шлирен-киносъемки. Было показано, что для смесей водорода с воздухом при недостатке водорода поверхность пламени начинает быстро дробиться на отдельные ячейки, тот же эффект наблюдается для бутано-воздушных смесей, но уже с недостатком воздуха. В смесях же «метан – воздух» ячейки не образовывались. Иначе говоря, неустойчивость пламени была обнаружена в тех случаях, когда в недостатке оставалась компонента меньшего молекулярного веса (наиболее легко диффундирующая).

В связи с диффузионно-тепловой неустойчивостью ламинарного фронта пламени следует обратить внимание читателя на еще один в принципе возможный механизм горения горючего газа. Можно представить себе сферический объем, заполненный продуктами сгорания, имеющий высокую температуру и покоящийся относительно газа; к поверхности объема диффузией подаются реагирующие компоненты, а продукты реакции также диффузией отводятся в объем окружающего холодного газа. Химическая реакция протекает в узком сферическом слое на поверхности «шарика» пламени, выделяющееся в реакции тепло теплопроводностью передается в холодные области горючей смеси. Из-за разности в коэффициентах диффузии и температуропроводности температура внутри «шарика» может отличаться от термодинамической температуры горения.

Так, при горении горючих смесей с участием водорода соотношение между диффузией и теплопроводностью, как уже говорилось, резко сдвигается. Из-за большого коэффициента диффузии легкого водорода «шарик» пламени собирает горючее – водород – с большого объема, а тепло отдает малому объему. Поэтому достигается подъем температуры, намного превышающий теоретический по термодинамическому расчету, при котором полагается, что теплота реакции горючего, содержавшегося в определенном объеме, идет на нагревание всей массы продуктов горения, образовавшихся из смеси, находившейся в этом объеме.

Можно построить теоретическую модель стационарного сферического диффузионного горения. Оказывается, однако, что полученное решение является абсолютно неустойчивым в диффузионно-тепловом смысле. Это не означает еще, что сферическое диффузионное горение перемешанной горючей смеси нельзя рассматривать как возможный режим горения, к которому переходит система после распада плоского ламинарного пламени. Стабилизирующую роль могут играть потери на излучение, которые не учитывались в [14]. Кроме того, как показывают эксперименты, очаги горения движутся относительно горючей смеси, и стабилизация достигается, по-видимому, за счет совместного действия газодинамических и диффузионно-тепловых факторов.

Обогащение горючей смеси в зоне реакции быстрее диффундирующей компонентой исследовалось экспериментально в водородо-кислородной смеси К. Клузиусом. В этой работе часть обычного водорода заменялась на более тяжелый дейтерий. Химический анализ газа при ячеистом горении показал, что горючая смесь вдали от пламени обогащается медленно диффундирующим дейтерием.

В заключение обсуждения диффузионно-тепловых аспектов устойчивости ламинарного горения отметим, что гипотеза Льюиса – Эльбе о неустойчивости фронта пламени при избытке полной энтальпии правильно предсказывает возможность одномерной неустойчивости горения. Она приводит, в частности, к правильному результату (при соблюдении еще некоторых дополнительных условий) в случае, когда коэффициент диффузии горючего компонента в некоторой части зоны подогрева очень мал или обращается в нуль (т.е. D [3] . Он проанализировал устойчивость плоского фронта ламинарного пламени, рассматриваемого как газодинамический разрыв, к пространственным искривлениям, вызванным возмущениями движения холодной горючей смеси и продуктов сгорания. Анализ привел к парадоксальному выводу: ламинарное пламя всегда неустойчиво (гидродинамическая неустойчивость пламени). В то же время на практике часто наблюдается настоящее ламинарное пламя – на горелках, в камерах сгорания и т.п., области существования ламинарных пламен достаточно широки.

Каждый электрик должен знать:  Как устроены светодиодные лампы

Противоречие между теорией и экспериментом объясняется тем, что в реальных условиях горения существует много факторов, стабилизирующих гидродинамическую неустойчивость ламинарного фронта пламени; это – диффузия и теплопроводность, вязкость горючего газа и продуктов сгорания, неоднородное поле скоростей перед фронтом пламени, кривизна фронта пламени и др.

Еще одной причиной, влияющей на устойчивость плоского пламени, является действие силы тяжести. Влияние ускорения на поверхность газодинамического разрыва в зависимости от направления ускорения может дополнительно стабилизировать или дестабилизировать пламя. Поэтому при проведении экспериментов с пламенем в вертикальных трубах распад сплошного фронта пламени на отдельные очажки при его распространении вверх происходит скорее, чем при распространении вниз; отличаются также и концентрационные пределы распространения пламени.

Влияние тейлоровской неустойчивости (неустойчивость в поле тяжести горизонтальной границы раздела между двумя жидкостями разной плотности, причем более тяжелая жидкость находится сверху) при распространении пламени тем сильнее, чем меньше скорость пламени, и поэтому этот эффект особенно ярко проявляется вблизи пределов распространения пламени.

АКТИ́ВНАЯ СРЕДА́

В книжной версии

Том 1. Москва, 2005, стр. 365

Скопировать библиографическую ссылку:

АКТИ́ВНАЯ СРЕДА́, ве­ще­ст­во, спо­соб­ное уси­ли­вать элек­тро­маг­нит­ные вол­ны оп­ре­де­лён­ной час­то­ты в ре­зуль­та­те про­цес­сов вы­ну­ж­ден­но­го ис­пус­ка­ния. Та­кое со­стоя­ние сре­ды дос­ти­га­ет­ся соз­да­ни­ем в ней ин­вер­сии на­се­лён­но­сти хо­тя бы для од­ной па­ры кван­то­вых уров­ней энер­гии, ме­ж­ду ко­то­ры­ми раз­ре­шён кван­то­вый пе­ре­ход. В этом слу­чае про­цес­сы вы­ну­ж­ден­но­го ис­пус­ка­ния под дей­ст­ви­ем ре­зо­нанс­но­го элек­тро­маг­нит­но­го из­лу­че­ния пре­об­ла­да­ют над про­цес­са­ми по­гло­ще­ния. В ре­зуль­та­те па­даю­щая на сре­ду элек­тро­маг­нит­ная вол­на с час­то­той, рав­ной час­то­те кван­то­во­го пе­ре­хо­да, уси­ли­ва­ет­ся.

Активная среда

Активная среда на основе фторида лития с ионами гидроксила, отличающаяся тем, что, с целью повышения интенсивности излучения за счет увеличения концентрации термически и оптически стабильных при комнатной температуре рабочих центров и получения генерации на трех частотах одновременно, в нее дополнительно введены примеси ионов гидроксила и двухвалентных металлов при следующих соотношениях ингредиентов:

Mg10 -3 — 10 -2 %Ni 10 -3 — 10 -2 % Ti10 -3 — 10 -2 % OH — 10 -1 — 1%

Активная среда

«Хроника добрых дел» – так могла бы по-другому называться передача «Активная среда» на канале ОТР. В программе освещается благотворительная деятельность организаций и фондов, а также отдельных неравнодушных людей, желающих помочь нуждающимся. Призывая к социальной активности и развивая идею добра, мы поддерживаем волонтерские начинания, показывая, как активная гражданская позиция может дать толчок к возрождению традиций милосердия.

В центре внимания программы – благотворительные акции и мероприятия, проводимые по всей территории страны. Мы рассказываем об их учредителях и тех, кому эта помощь нужна.

Телевизионный проект имеет популярный формат – это френдлента, используемая в социальных сетях. Это помогает активно взаимодействовать со зрителями, вовлекая в благотворительный процесс все новых участников.

Планируете провести благотворительную акцию и хотите, чтобы об этом узнали? Напишите нам на электронную почту a.sreda@otr-online.ru или отметьте информацию хештегом #активнаясреда. Мы разместим новость в нашей ленте и в эфире ОТР.

Смотрите нас каждый день по будням на Общественном телевидении России. А еще ищите нас в Instagram: @a.sreda.otr.

Ведущие проекта – Надежда Шохина и Ашот Караханян.

ПРИНЦИПЫ ЗОНИРОВАНИЯ МНОГОФУНКЦИОНАЛЬНЫХ ЦЕНТРОВ АКТИВНОГО ОТДЫХА

магистрант, кафедра Архитектурного проектирования, Санкт-Петербургский Государственный архитектурно-строительный университет,

РФ, г. Санкт-Петербург

Многофункциональные центры активного отдыха (МЦАО) являются новым типом здания на территории Российской Федерации.

Технический прогресс и однообразие жизни, изобилие стрессовых нагрузок негативно сказываются на состоянии здоровья и психики человека. За последние годы интерес к активным видам спорта усилился, что привело к появлению новых видов и форм физических нагрузок, которые являются одним из эффективных средств снятия напряжения (боулдеринг, тайпарки, велопробеги, акробатика и др.). Активный отдых в городской среде может стать одним из главных видов спортивной деятельности в Российской Федерации.

Многофункциональный центр активного отдыха (МЦАО)это общественный центр, сочетающий в себе несколько типов проведения досуга:

  1. образовательно-развивающий тип (учеба в свободное от работы время, участие в работе кружков, посещение просветительских мероп­риятий и др.);
  2. природно-рекреационный тип (пребывание на природе);
  3. санаторно-оздоровительный и туристский тип (выездные тренинги, походы.)
  4. спортивно-зрелищный тип (непосредственные занятия спортом и наблюдение за спортивными соревнованиями);
  5. самодеятельно-любительский тип (хобби, самодеятельное занятие художественным творчеством);
  6. зрелищно-развлекательный тип.[1,с.71]

Основываясь на зарубежном опыте проектирования МЦАО, их можно сравнить с общественными центрами. Такие центры создают условия для разнообразных видов общения и обслуживания жителей городов и сел. Кроме того, они обеспечивают повседневные, периодические и эпизодические потребности жизнедеятельности населения (досуг и отдых, потребление товаров и услуг, удовлетворение духовных потребностей). [2,с.7]

В силу фактического отсутствия отечественного опыта проектирования многофункциональных центров активного отдыха, их основные особенности удалось определить исходя из зарубежного опыта (Таблица 1).

Таблица 1.

Анализ зарубежных аналогов

Итак, многофункциональные центры активного отдыха – это общественные пространства для физического развития, работы, общения и отдыха. Эти центры делятся на зоны, каждая из которых имеет свои особенности:

  • Входная зона – в этой зоне происходит распределение основных потоков посетителей, ожидание, получение информации. Чаще всего это достаточно большое пространство, задающее характер всего комплекса и создающее первое впечатление.
  • Зона физических занятий – представляет собой комплекс помещений для занятий активным спортом и физических нагрузок. В основном это зальные большепролетные помещения, заполненные оборудованием.
  • Зона отдыха и общения – располагается рядом с зоной физических нагрузок или напрямую связана с ней. Это пространство для отдыха и общения посетителей (оранжерея или зимний сад).
  • Зона работы (коворкинга) и обучения – это залы с рабочими столами для работы с портативными компьютерами, книгами, коворкинга, тренингов. Обычно оснащены мультимедийными экранами и различными инновационными технологиями.
  • Зона общественного питания — включает предприятия общественного питания для посетителей комплекса.
  • Административная зона – помещения администрации и работников комплекса.
  • Открытая рекреационная зона (в составе комплекса) — внешнее пространство, предназначенное для занятий в летнее время ( бассейны, внешние скаладромы, вело-трассы, и т.д.) Обязательным условием планировочной организации является обеспечение удобной пешеходной связи с центром, а также устройство парка.
  • Зона обслуживания – помещения, связанные с обслуживанием комплекса, инженерными коммуникациями, тех. помещениями, оборудованием. Чаще всего расположена на -1 этаже.
  • Дополнительные помещения – в эту группу входят помещения в зависимости от специфики комплекса.[3,с.244-352]

Взаимосвязь между зонами отображена на рисунке 2.

Рисунок 2. Связи основных функциональных зон

Кроме того, для более эффективного функционирования внутренних зон, важно учитывать схемы расположения функциональных блоков. Основываясь на анализе зарубежного опыта можно выделить три основных схемы: целостная, линейная и многоуровневая.

  1. Целостная – размещение зон внутри одного главного объема. Обеспечивает наилучшую взаимосвязь между процессами.
  2. Линейная – размещение зон по одной оси. Обеспечивает автономность функциональных блоков.
  3. Многоуровневая – размещение зон в нескольких уровнях (не менее 3-х). Обеспечивает компактность и экономичность.

Кроме того, необходимо учитывать, что один и тот же функциональный процесс может иметь несколько эффективных схем организации. Группировка помещений внутри функционального блока имеет немаловажное значение. Размещение пространств внутри блока сводится к шести основным схемам: ячейковой, коридорной, анфиладной, зальной, павильонной и смешанной или комбинированной. [4, с.11]

Опираясь на результаты проведенного анализа, можно сформулировать основные принципы зонирования многофункциональных центров активного отдыха, а также взаимосвязи зон между собой.

  1. Определение необходимых функций с учетом места размещения центра.
  2. Выбор схемы размещения с учетом места проектирования и специфики.
  3. Размещение зон внутри объекта с учетом их взаимосвязей.
  4. Наличие рекреационной территории.

Принципы функционального зонирования МЦАО сводятся к организации взаимосвязей автономных зон и формировании на их основе объемно-пространственной структуры и планировочного решения. Правильное размещение функциональных зон между собой обеспечит эффективность, экономичность и стабильность работы центра.

Список литературы:

  1. Аванесова Г.А. Культурно-досуговая деятельность: Теория и практика организации: учеб. Пособие. М: «Аспект Пресс», 2006. – 235с.
  2. Кистяковский А.Ю. Проектирование спортивных сооружений. М.: Высшая школа, 1980, – 328с.
  3. Аристова Л.В. Физкультурно-спортивные сооружения. М.: «СпортАкадем-Пресс». (ред.). 1999. – 536с.
  4. Фомина В. Ф. Архитектурно-конструктивное проектирование общественных зданий. Ульяновск: УлГТУ, 2007. – 97 с.

Среда: активная или пассивная

В этой главе мы посмотрим на активные и пассивные качества лунных узлов на стороне тела. На Схеме они изображены как А или П в факторе»Окружен ие/Жизнь».

Человека с активной жизнью и окружением влечет жить и работать в месте, которое вынуждает его быть активным и обеспечивает ему занятость. Если ему предлагают провести отпуск в тишине и спокойствии, он, скорее всего, воспротивится. Ведь это «трата энергии впустую». Лучше отпуск, где будет чем заняться. Это вовсе не значит, что он не может отдохнуть или провести время в тишине и спокойствии. Жизнь предоставит случай, чтобы он был активен и занят в среде, которая ему подходит для его жизненного ритма.

Такой тип людей любит, когда ежедневник полон и есть список дел, которые нужно завершить. Дело не в спешке и жажде закончить все в срок, а в том, чтобы проявлять активность.

Человека с пассивной жизнью и окружением привлекает место, которое естественно расслабляет. Стимулирует работать только тогда, когда действительно необходимо. Такой человек чаще ждет, когда в нем возникнет нужда, нежели проявляет активность без особых на то причин.

Ему скорее всего нравится, когда ежедневник пуст. Жизнь может быть деятельной, но настолько, чтобы не принуждать к занятости. Его деятельность свободна от давления. Скорее всего ему захочется бывать в местах с достаточным обзором, которые не принуждают к активности, и наблюдать за теми, кто занят. Суть в том, чтобы сдаться жизни, когда такой человек нужен ей.

Добавить комментарий