image/svg+xmlFornecerum modelo para medir e aumentar a eficácia da aprendizagem em sistemas educacionais virtuais (eletrônicos)RPGE–Revista on line de Política e Gestão Educacional, Araraquara, v. 25, n. esp. 6, p. 3622-3636, dez. 2021. e-ISSN: 1519-9029DOI: https://doi.org/10.22633/rpge.v25iesp.6.161233622FORNECER UM MODELO PARA MEDIR E AUMENTAR A EFICÁCIA DA APRENDIZAGEM EM SISTEMAS EDUCACIONAIS VIRTUAIS (ELETRÔNICOS)PROPORCIONAR UN MODELO PARA MEDIR Y AUMENTAR LA EFECTIVIDAD DEL APRENDIZAJE EN LOS SISTEMAS EDUCATIVOS VIRTUALES (ELECTRÓNICOS)PROVIDE A MODEL FOR MEASURING AND INCREASING THE EFFECTIVENESS OF LEARNING IN VIRTUAL (ELECTRONIC) EDUCATION SYSTEMSDmitry M. BENIN1Pavel A. MIKHEEV2Vladimir P. BOROVSKOY3RESUMO: O principal objetivo dos sistemas virtuais ou de e-learning, como os sistemas tradicionais baseados na presença física, é transferir o máximo de conceitos de fontes publicadas, especialmente do professor para o receptor do conhecimento. A melhoria neste processo só é possível com o alcancedo objetivo, ou seja, a eficácia do processo de transferência de conhecimento, é medida de forma adequada e válida. Embora diferentes modelos tenham sido propostos para medir a eficácia da educação em sistemas tradicionais, os sistemas de educação novos evirtuais têm diferenças fundamentais com os tipos anteriores que tornam o uso desses modelos inadequado. Neste artigo, considerando as características específicas dos sistemas de e-learning, foi desenvolvido um modelo para medir sua eficácia, enfatizando a medição da aprendizagem em vez da medição da educação. Neste modelo, os fatores que afetam a aprendizagem em sistemas de e-learning são identificados, e uma equação preliminar é derivada para determinar sua relação.PALAVRAS-CHAVE: E-learning. Sistemas tradicionais. Educação. Sistemas de e-learning.RESUMEN: El objetivo principal de los sistemas virtuales o e-learning, al igual que los sistemas tradicionales basados en la presencia física, es transferir elmáximo de conceptos de las fuentes publicadas, especialmente del docente al receptor del conocimiento. La mejora en este proceso solo es posible con el logro de la meta, o en otras palabras, la efectividad del proceso de transferencia de conocimiento, se mide de manera adecuada y válida. Aunque se han propuesto diferentes modelos para medir la efectividad de la educación en los sistemas 1FSBI HE RSAU -Academia Agrícola de Moscou em homenagem a K.A. Timiryazev, Moscou–Rússia. PhD em engenharia, Professor Associado, Diretor Interino do Instituto de Melhoria, Gestão da Água e Construção em homenagem a A.N. Kostyakov. ORCID: https://orcid.org/0000-0002-5699-3385. E-mail:dbenin@rgau-msha.ru.2RSAU -Academia Agrícola de Moscou em homenagem a K.A. Timiryazev, Moscou–Rússia. Doutor em Engenharia, Professor, Chefe do Departamento de Construção Agrícola e Perícia de Objetos Imobiliários da Instituição Orçamentária de Ensino Superior do Estado Federal. ORCID:https://orcid.org/0000-0002-1345-6328.E-mail: mikheev.pa@gmail.com.3FSBEI HE Donskoy SAU –Rússia. PhD em engenharia, Professor Associado, Professor Associado do Departamento de Abastecimento de Água e Uso de Recursos Hídricos, Instituto de Engenharia e Recuperação de Novoсherkassk em homenagem a A.K. Kortunov.ORCID:https://orcid.org/0000-0001-8927-3395.E-mail: vladimbor@mail.ru.
image/svg+xmlDmitry M. BENIN; Pavel A. MIKHEEV eVladimir P. BOROVSKOYRPGE–Revista on line de Política e Gestão Educacional, Araraquara, v. 25, n. esp. 6, p. 3622-3636, dez. 2021. e-ISSN: 1519-9029DOI: https://doi.org/10.22633/rpge.v25iesp.6.161233623tradicionales, los sistemas de educación nuevos y virtuales tienen diferencias fundamentales con los tipos anteriores quehacen que el uso de esos modelos sea inapropiado. En este artículo, considerando las características específicas de los sistemas de e-learning, se ha desarrollado un modelo para medir su efectividad, enfatizando la medición del aprendizaje en lugar de la medición de la educación. En este modelo se identifican los factores que afectan el aprendizaje en los sistemas de e-learning y se deriva una ecuación preliminar para determinar su relación.PALABRAS CLAVE: E-learning. Sistemas tradicionales. Educación. Sistemas de e-learning.ABSTRACT:The main purpose of virtual or e-learning systems, like traditional systems based on physical presence, is to transfer maximum concepts from published sources, especially from the teacher to the recipient of knowledge. Improvement in this process is possible only with the achievement of the goal, or in other words, the effectiveness of the knowledge transfer process, is measured appropriately and validly. Although different models have been proposed to measure the effectiveness of education in traditional systems, new and virtual education systems have fundamental differences with previous types that make the use of those models inappropriate. In this paper, considering the specific features of e-learning systems, a model for measuring their effectiveness has been developed, emphasizing measuring learning rather than measuring education. In this model, the factors affecting learning in e-learning systems are identified, and a preliminary equation is derived to determine their relationship.KEYWORDS: E-learning. Traditional systems. Education. E-learning systems.IntroduçãoCom o crescente avanço dos métodos digitais de ensino, em muitos casos suplantando e complementando os métodos tradicionais, as mais diversas áreas de ensino e pesquisa recebem essas inovações pedagógicas em suas formas de transmissão do conhecimento. A aprendizagem digital possibilitando uma transferência de conhecimento mais rápida e dinâmica em alguns casos, mas também enfrentando algumas dificuldades em outras áreas, como a questão da possível falta da figura do professor, como o ensino presencial. Mesmo assim, os mais diversos nichos de estudo e pesquisa são contemplados e começam a entrar nesse novo ambiente de ensino. Assim, neste artigo, mostra-se um dos vários temas que podem ser contemplados e aprimorados com a inclusão de um sistema de ensino digital eficiente, que colabora além do ensino para o desenvolvimento de pesquisas e comunicação científica.A preservação dos ecossistemas de fontes de água, incluindo a ictiofauna, sob as condições de uma carga antrópica cada vez maior, manifestada pelo aumento do consumo de água, é um dos problemas agudos do nosso tempo. A prevenção dos peixes jovens nas entradas de água através de uma estrutura de proteção dos peixes está associada à necessidade de desviar os juvenis protegidos (saída dos peixes) para um local seguro, mantendo a sua viabilidade.
image/svg+xmlFornecerum modelo para medir e aumentar a eficácia da aprendizagem em sistemas educacionais virtuais (eletrônicos)RPGE–Revista on line de Política e Gestão Educacional, Araraquara, v. 25, n. esp. 6, p. 3622-3636, dez. 2021. e-ISSN: 1519-9029DOI: https://doi.org/10.22633/rpge.v25iesp.6.161233624Geralmente, uma saída de peixes de uma estrutura de proteção de peixes é um complexo de dispositivos eelementos, incluindo: um portal de entrada; um trato de desvio de peixes (canal, calha); um portal de saída. Se uma seção com uma grande inclinação do terreno ocorrer na rota de um trato de desvio de peixes, uma estrutura de conexão será fornecida.As soluções de layout e design existentes para sistemas de desvio de peixes são atualmente baseadas no uso de peculiaridades e padrões de comportamento de peixes (PAVLOV; PAKHORUKOV, 1983), bem como na experiência nacional e estrangeira relativa ao projeto e operação de sistemas de desvio de peixes (Protected fish diversion systems from fish protection devices, 1986; MIKHEEV et al., 1997; MIKHEEV; PERELYGIN, 2007; MIKHEEV; PERLYGIN, 2014; LARINIER; TRAVADE, 1999). Ao mesmo tempo, a variedade de características e condições biológicas, hidráulicas, técnicas e de layout têm um impacto significativo na solução bem-sucedida de problemas de movimentação de peixes para um local seguro de uma fonte de água. Deve-se notar que a natureza do movimento do fluxo de saída de peixes dentro do portal de entrada na área entre a tela de proteção (malha, persianas, tambores etc.). Ao mesmo tempo, a solução de layout, o desenho dos elementos, as condições de conjugação do fundo (horizontal ou inclinado), as características de fluxo dentro do portal de entrada devem atender aos requisitos de segurança dos peixes.Neste sentido, o desenvolvimento de princípios para a seleção de elementos estruturais de desviadores de peixes (saídas) com base nas abordagens e requisitos hidráulicos e biológicos existentes, permitirá evitar erros no seu projeto e perdas de desvio de peixes.Materiais e métodosPara desenvolver as principais direções na otimização do projeto para o portal de entrada da piscicultura, são considerados o princípio de funcionamento, características funcionais e possíveis formas de otimização de seus elementos constituintes. A análise subsequente é limitada apenas pelo projeto dos portais de entrada de saídas de peixes por gravidade aberta.Parte de entrada. A entrada é o elemento funcionalmente mais significativo, que proporciona a eficiência do desvio protegido de peixes devido às propriedades de sucção e envolvimento dos juvenis com o fluxo. Em fluxos abertos, o efeito de sucção (vácuo) se manifesta sob certas condições nas zonas de separação de fluxo e nas correntes de redemoinho.Seção de recebimento. Via de regra, a seção receptora na unidade divisora de vazão ocupa uma posição intermediária e, quando analisada a vazão em condições de rarefação, pode
image/svg+xmlDmitry M. BENIN; Pavel A. MIKHEEV eVladimir P. BOROVSKOYRPGE–Revista on line de Política e Gestão Educacional, Araraquara, v. 25, n. esp. 6, p. 3622-3636, dez. 2021. e-ISSN: 1519-9029DOI: https://doi.org/10.22633/rpge.v25iesp.6.161233625ser considerada entre o esquema convencional de captação de água aberta e o esquema de bocal, portanto,esta seção deve ter a menor largura.Seção de transição. O movimento dos peixes ao longo dos canais (galerias e tubulações) é perigoso para eles, especialmente na seção de transição (inicial) da conjugação com o trato de desvio de peixes, pois a probabilidade de ferimentos nas paredes, saliências etc. com o comprimento e o número de resistências locais aumentando, portanto, as condições hidráulicas e o comprimento das saídas de peixes devem ser ideais.Resultados e discussãoAvaliação das condições na zona de influência do portal de entrada de saída de peixes.A entrada de água na saída de peixes deve ser considerada como uma entrada de água sem barragem, uma vez que a água é drenada por gravidade da câmara de entrada da estrutura de proteção de peixes para a saída de peixes. A saída lateral de água faz mudanças significativas no regime de movimento do fluxo.Se durante o projeto das tomadas de água, a principal tarefa é combater os sedimentos, a principal tarefa de uma saída de peixes é garantir a segurança do desvio de peixes. O perigo para os peixes é representado pelo aumento da turbulência (grandes gradientes de velocidades transversais, pulsações), a presença de correntes de fluxo separadas com a formação de zonas de circulação, circulação transversal intensa, etc. é sempre preferível a um turbulento. O aprisionamento de sedimentos também é um fenômeno indesejável, uma vez que sua deposição no canal do trato de desvio de peixes altera sua seção transversal, características de fluxo e regime.Com base nessas posições, são considerados os traços característicos da formação da corrente de fluxo na zona de influência da tomada d'água.A Figura 1 mostra o caráter de um escoamento plano com as opções de captação de água em ângulo reto com a linha de costa e ao longo da frente de escoamento de aproximação (CHUGAEV, 1978; ZAMARIN. FANDEEV, 1965).
image/svg+xmlFornecerum modelo para medir e aumentar a eficácia da aprendizagem em sistemas educacionais virtuais (eletrônicos)RPGE–Revista on line de Política e Gestão Educacional, Araraquara, v. 25, n. esp. 6, p. 3622-3636, dez. 2021. e-ISSN: 1519-9029DOI: https://doi.org/10.22633/rpge.v25iesp.6.161233626Figura1–O esquema de corrente de fluxo na entrada de água de uma fonte de águaа) б)а–na saída lateral; б–na entrada dianteiraFonte:Elaborado pelos autoresCom uma saída lateral (ver Figura 1, a), antes de entrar na tomada de água no ponto a, cria-se um vórtice com eixo vertical em frente à face de entrada da tomada de água. As linhas de fundo das correntes (linhas tracejadas) são puxadas para esta zona de baixa pressão, que envolve sedimentos de fundo e, consequentemente, peixes bênticos, para a entrada de água.De acordo com V. A. Shaumyan, a zona de captura do jato inferior푙дé maior que a zona de captura do jato de superfícielп, tvalores herdeiros são determinados pelas seguintes fórmulas푙д=1,17(푘+0,4)푏;푙п=0,73(푘+0,05)푏,Em queb–a largura de saída; 푘=푞표푢푡푙푒푡/푞푟푖푣푒푟.Sabe-se que a largura da zona de captura dos jatos de fundo excede significativamente a largura da zona de captura dos jatos de superfície (sem considerar a largura do rio, profundidade, parcela de desvio de descarga etc.). As tentativas de reduzir a captura de sedimentos de fundo por meio de um limiar na entrada da tomada d'água são ineficazes e, no desvio de peixes, o estabelecimento de limiares não é permitido, pois isso impedirá a passagem de espécies de peixes bentônicos. Com uma frente ampla da tomada d'água, o eixo do vórtice se desloca para a tomada d'água, formando aqui um fluxo circulante.Na captação frontal de água (Figura 1, b) a captação das camadas inferiores do fluxo é minimizada.A largura da zona de captura das camadas inferiores do fluxo (푏푏표푡) na entrada frontal de água pode ser determinada aproximadamente pela seguinte fórmula (CHUGAEV, 1978;ZAMARIN;FANDEEV, 1965): 푏푏표푡=2(푘−0,5)푏, em que푘=푞표푢푡/푞푟푖푣푒푟,assim, em푘≤0,5a captura do fluxo na saída das camadas inferiores é excluída푏푏표푡=0.
image/svg+xmlDmitry M. BENIN; Pavel A. MIKHEEV eVladimir P. BOROVSKOYRPGE–Revista on line de Política e Gestão Educacional, Araraquara, v. 25, n. esp. 6, p. 3622-3636, dez. 2021. e-ISSN: 1519-9029DOI: https://doi.org/10.22633/rpge.v25iesp.6.161233627Para aumentar a pressão, um pequeno esporão de captação de água é instalado em frente à tomada de água (Figura 2), devido ao qual o nível da água no rio antes da entrada da tomada de água aumenta 0,5-0,6 a partir da altura manométrica푣2/2푔, em que푣–a velocidade média do fluxo do rio próximo à tomada de água.Figura2–Esporão de ingestão de água curtoLegenda: 1 –esporão; 2 –ingestão de água; 3 –jatos de superfície; 4 –jatos inferioresFonte: Zamarin eFandeev(1965)Com base nas recomendações para o dimensionamento das tomadas de água, conclui-se evidentemente que o tipo de tomada de água frontal é preferível para a concepção do portal de entrada da saída dos peixes, uma vez que proporciona uma captação uniforme (captura) de juvenis em profundidade. Além disso, o tipo frontal de tomada d'água se encaixa harmoniosamente no projeto da estrutura de proteção dos peixes com tela de proteção instalada em ângulo agudo com o fluxo, sendo uma continuação natural da tela -uma espécie de armadilha para peixes.O design da seção de recepção do portal de entrada da saída de peixes. Um jato plano fluindo de um reservatório para uma calha estreita é comprimido no plano horizontal. O grau de sua compressão em profundidade não será o mesmo -o jato é comprimido mais na superfície (na zona livre de vácuo) do que em profundidade (SCHLICHTING, 1969). Com base nisso, para otimizar a seção de recebimento, utilizaremos o princípio de comparar as condições hidráulicas de operação do portal de entrada da saída dos peixes com as condições hidráulicas dos bicos, enquanto o critério de avaliação do projeto do bico serão as características de vazão que é seguro para peixes, idealmente um fluxo sem vórtice (laminar).Como se sabe, os bicos externos são divididos em três grupos principais: cilíndricos, cônicos (divergentes e convergentes) e conóides -com as bordas arredondadas na forma de compressão a jato (CHUGAEV, 1978; PATRASHEV, 1953). As características de fluxo dentro do bocal incluem duas partes independentes: a central (axial), onde as partículas de fluido se
image/svg+xmlFornecerum modelo para medir e aumentar a eficácia da aprendizagem em sistemas educacionais virtuais (eletrônicos)RPGE–Revista on line de Política e Gestão Educacional, Araraquara, v. 25, n. esp. 6, p. 3622-3636, dez. 2021. e-ISSN: 1519-9029DOI: https://doi.org/10.22633/rpge.v25iesp.6.161233628movem apenas para frente, e a coaxial, na qual as partículas de fluido circulam. A área mínima da seção transversal livre do fluxo direto na parte central é chamada de seção transversal comprimida.Um vácuo é formado na parte de entrada do bocal, que expande um pouco a seção comprimida e faz com que a vazão de descarga aumente através do bocal (em comparação com o orifício de parede fina), o coeficiente de fluxo μ = 0,82. Com os bicos com mais de 40-50 diâmetros, o efeito de sucção não compensa o aumento das perdas hidráulicas ao longo do comprimento do bico.Os bicos convergentes cônicos (usados em bicos de turbinas hidráulicas, monitores de jato etc.) são capazes de proporcionar uma aceleração de fluxo suave, quase irrotacional, até a velocidade máxima na seção comprimida (garganta). O jato que sai do bico convergente possui alta energia cinética específica e velocidade de saída (devido ao pequeno valor da resistência hidráulica), o que possibilita sua utilização para captura de peixes. O coeficiente de descarga atinge seu valor mais alto μ = 0,946 no ângulo igual a13°24′≈13,5°(CHUGAEV, 1978;PATRASHEV, 1953).Os bicos convergentes cônicos são capazes de fornecer uma aceleração suave, quase irrotacional do fluxo até a velocidade crítica (para peixes) na garganta (que é atribuída de acordo com os requisitos do SP) (SP101.1333.2012 Retaining walls, navigational locks).Nos bicos cônicos divergentes, a velocidade do jato de fluido na seção comprimida é maior que a velocidade do jato na saída do bico, e a pressão, ao contrário, é menor, pois há vácuo na seção comprimida do bico. O vácuo no bocal divergente é maior que o vácuo no bocal cilíndrico externo e cresce com o aumento do ângulo de conicidade, que deve ser suficientemente pequeno θ = 5-7°. A vazão de descarga através detal bocal é muito maior do que a vazão através do bocal externo e as velocidades de saída são muito menores. Deve-se notar aqui que a expansão do canal é um fato de salvação para os peixes em um espaço estreito, pois reduz a probabilidade de lesões devidoao aumento da área livre. Portanto, é melhor usar uma calha de expansão suave para desviar o peixe da garganta.O bocal conoidal é delineado pela forma do jato que sai do orifício: a parte de entrada é feita ao longo de uma superfície complexa de dupla curvatura, e a parte de saída tem uma forma cilíndrica, o que elimina a desvantagem do bocal convergente cônico que consiste na compressão do jato de líquido ao sair do bocal, ou seja, a razão de compressão é igual a um no bocal conoidal. Portanto, os coeficientes de velocidade e vazão para este bocal são aproximadamente iguais entre si μ = φ = 0,97-0,99 (dependendo da pressão e da qualidade do processamento da superfície interna do bocal).
image/svg+xmlDmitry M. BENIN; Pavel A. MIKHEEV eVladimir P. BOROVSKOYRPGE–Revista on line de Política e Gestão Educacional, Araraquara, v. 25, n. esp. 6, p. 3622-3636, dez. 2021. e-ISSN: 1519-9029DOI: https://doi.org/10.22633/rpge.v25iesp.6.161233629Assim, a base para a otimização do layout e projeto do portal de entrada da saída de peixes é baseada nas características de operação de bicos com simetria axial, em que as condições de segurança dos peixes podem ser criadas pela seguinte combinação de bicos:-naentrada (para aumentar a capacidade de captação e sucção) -confundidor cônico ou conoidal (para aumentar o rendimento da saída do peixe);-em uma seção comprimida (garganta) -um bocal cilíndrico;-na saída (para um desvio suave e seguro dos peixes) -um difusor cônico.No entanto, ao considerar fluxos de jato plano, é necessário considerar suas características distintas dos axissimétricos, que consistem, em primeiro lugar, na intensidade da expansão do jato, que, por sua vez, afeta a capacidade de ejeção dos jatos. Para comparação, a Figura 3 mostra os padrões gráficos de mudanças na velocidade relativa de ejeção ao longo do comprimento x para rodada (raio do bocal r0) e plana (largura do furo b0) jatos na forma da razão da velocidade média do jato (u0)na seção e a taxa de entrada de fluido da área circundante para o limite externo(uej) (MIKHEEV;BOROVSKOY, 2015).Obviamente, a capacidade de ejeção de um jato plano é muito maior que a de um jato axissimétrico, a velocidade máxima de ejeção cai aproximadamente no meio da seção inicial. Em contraste com o jato axissimétrico, o pico do jato curvo plano é deslocado para a direita e a velocidade máxima de ejeção cai na segunda metade da seção inicial. É importante ressaltar que um jato plano, limitado pelas paredes da calha de desvio de peixes, é capaz de criar um vácuo muito maior do que um redondo e, portanto, expande-se muito mais no canal difusor da saída dos peixes.Figura3–Conformidade com a forma do bico combinado com a capacidade de ejeção do jatosubmersoа)б)a -o gráfico da mudança de velocidade de ejeção ao longo do comprimento do jato hiperbolóide circular (1) e plano (2); b-bocal combinadoFonte: Mikheev eBorovskoy(2015)
image/svg+xmlFornecerum modelo para medir e aumentar a eficácia da aprendizagem em sistemas educacionais virtuais (eletrônicos)RPGE–Revista on line de Política e Gestão Educacional, Araraquara, v. 25, n. esp. 6, p. 3622-3636, dez. 2021. e-ISSN: 1519-9029DOI: https://doi.org/10.22633/rpge.v25iesp.6.161233630Como pode ser visto na Figura 3, a capacidade de ejeção do jato submerso corresponde ao formato combinado do bocal.Estimativa das características de fluxo nas seções do portal de entrada.Um fator importante que influencia as condições de saída dos peixes são as características do fluxo, ou seja, o grau de turbulência, que é avaliado pelo critério de Reynolds. Caracteriza indiretamente a segurança do fluxo para os peixes. Os resultados dos experimentos de Reynolds e Gibson mostram (PATRASHEV, 1953; PRANDTL, 2000) que o valor de Reré significativamente influenciado pelo sinal do gradiente de velocidade longitudinal, que não é o mesmo nos bicos. Em escoamentos confusores, nos quais a velocidade a jusante aumenta e, portanto, o gradiente de velocidade é positivo, os números de Reynoldscríticos são significativamente mais de 10 vezes maiores do que os indicados para tubos cilíndricos, e são tanto maiores quanto maior for o ângulo de conicidade (ângulo de confusão) é. Isto atesta a laminarização do fluxo nos bocais confusores. Ao contrário, em difusores, nos quais a velocidade a jusante diminui e, portanto, o gradiente nomeado é negativo, os números de Reynolds críticos são muito menores do que para seções cilíndricas. Isso é bem ilustrado pelos experimentos de Gibson, nos quais um regimelaminar foi observado simultaneamente na parte confusa do escoamento, e regime turbulento -na parte difusora.A experiência no desenvolvimento de bicos altamente eficientes, incluindo bicos supersônicos (Laval, Stentan, Frankl etc.) estes são a câmara deentrada + confusor; confusor + cilindro; cilindro + difusor; difusor + canal de saída conoidal (trato).Tais bicos são conhecidos e utilizados para aumentar a vazão tanto de líquidos (para turbinas hidráulicas, bombas, etc.) perfil especial (com estreitamento) para alterar a velocidade do fluxo do gás que passa por ele (PRANDTL, 2000; SAMOILOVICH, 1990). No caso mais simples, o bocal de Laval pode consistir em um par de cones truncados conjugados com extremidades estreitas. Ambas as versões têm muito em comum -todos os elementos (confusor, cilindro, difusor) se fundem suavemente.Ao projetar uma saída de peixes, é necessário buscar a menor mudança possível no regime de fluxo a montante (câmara de entrada) e a diminuição da velocidade da água antes da saída dos peixes.Se a localização das aberturas de entrada de água e descarga no fluxo a montante não for bem-sucedida, existe a ameaça de sedimentos ao se aproximar da abertura de entrada de água. Neste caso, o fluxo pode ser grandemente deslocado das aberturas de entrada de água na seção de aproximação por sedimentos depositados, o que é naturalmente indesejável (Figura 4, a) (CHUGAEV, 1978).
image/svg+xmlDmitry M. BENIN; Pavel A. MIKHEEV eVladimir P. BOROVSKOYRPGE–Revista on line de Política e Gestão Educacional, Araraquara, v. 25, n. esp. 6, p. 3622-3636, dez. 2021. e-ISSN: 1519-9029DOI: https://doi.org/10.22633/rpge.v25iesp.6.161233631Figura4–Comprovação da forma da peça de entrada da saída de peixeа) б)а–sedimentação em frente à abertura de entrada de água;б–um diagrama de bocal ajustável com um corpo central;1 -rio; 2 -área de deposição de sedimentos; 3 -entrada de água no canalFonte:Elaborado pelos autoresO ponto de referência para projetar a parte de entrada da saída do peixe é um bocal com um corpo central para regular a descarga do fluxo, cujo diagrama esquemático é mostrado na Figura 4, b (PRANDTL, 2000; LOYTSYANSKY, 1987).Em tal bocal, o gás flui através de um canal coaxial (entre o corpo central e o invólucro); a seção crítica pode ser regulada pelo movimento longitudinal do corpo central. O fluxo na saída gira para o eixo de simetria, que no projeto da seção receptora corresponde à curva do fluxo em direção à saída do peixe e é uma vantagem deste projeto.O perfil do corpo central é selecionado de tal forma que noponto de redução de qualquer característica, a direção do fluxo atrás dele coincida com a direção da parede, a seção crítica e o ponto angular do fluxo estejam localizados no corte de casca. Nesse caso, a expansão do gás é unilateral e a seção crítica é inclinada em relação ao eixo pelo ângulo δ igual ao ângulo de rotação do fluxo de gás em torno do ponto A. O invólucro deve ser paralelo à parede do corpo central na seção crítica do bocal. Isso leva a uma resistência frontal adicional devido às perdas no fluxo externo ao redor da parte convergente da casca. Se os valores calculados do número de Mach (Ma ≤ 2) são grandes, o corpo central pode ser cônico. No caso de um bocal plano, o contorno do corpo central é a linha de corrente do escoamento Prandtl-Mayer (próximo a um ângulo convexo) com uma linha sônica plana (PRANDTL, 2000). O contorno do corpo central axissimétrico está próximo da linha de fluxo plana. Para condições de desvio de peixes, a vantagem deste bico é que ele combina com o formato do bico combinado e garante uma rotação suave para o desvio de peixes.O ângulo de desvio do fluxo desempenha um papel significativo nas características do fluxo dentro da saída dos peixes. Tomando o ângulo de desvio do fluxo da tomada d'água, eles se esforçam para obter, possivelmente, uma conjugação mais suave do canal com o rio, caso contrário, se houver velocidades suficientemente altas no rio, a probabilidade de ocorrência de
image/svg+xmlFornecerum modelo para medir e aumentar a eficácia da aprendizagem em sistemas educacionais virtuais (eletrônicos)RPGE–Revista on line de Política e Gestão Educacional, Araraquara, v. 25, n. esp. 6, p. 3622-3636, dez. 2021. e-ISSN: 1519-9029DOI: https://doi.org/10.22633/rpge.v25iesp.6.161233632extensa zona de redemoinho, compressão lateral de a vazão, a entrada desigual e a redução da descarga de água aumentam.Para tomadas de água laterais sem barragem, o ângulo de desvio do fluxo é atribuído dentro da faixa∝po= 35-75°, ângulos grandes (até 90°) são feitos sob condições topográficas apropriadas e tomadas de descarga de fluxo de água relativamente baixas, e o projeto de tomadas de água se torna muito mais complicado nos ângulos inferiores a 35° (CHUGAEV, 1978). Em relação às condições de desvio de peixes avaliam, em primeiro lugar, a circulação transversal do fluxo que surge na curva e afeta a distribuição dos juvenis na seção transversal. No curso do estudo dos portais de entrada doscanais de desova de passagem de peixes (BOROVSKOY, 1990), descobriu-se que o ângulo ideal para atração de peixes é ∝po≈36°, em que a circulação transversal cobre toda a seção transversal no fluxo atraindo peixes.Em condições reais, o ângulo de desvio é tomado considerando o layout geral das instalações de captação de água, o terreno, a localização do portal de saída a jusante como parte do nó da estrutura (em relação ao RZS, a seção da barragem) , o comprimento do trato, etc.A complexa análise realizada possibilitou propor um diagrama esquemático da disposição dos principais elementos (Figura 5) da cabeça de sucção de saída de pescado capaz de fornecer condições ótimas para o desvio seguro dos peixes (BOROVSKOY; TERNOVOY, 2021).Figura5–Diagrama de layout esquemático dos principais elementos do portal de entrada de saída de peixe aberto1 –seção de entrada; 2 –seção Crítica; 3 –seção de transiçãoFonte:Elaborado pelos autoresLinha de fluxo separada
image/svg+xmlDmitry M. BENIN; Pavel A. MIKHEEV eVladimir P. BOROVSKOYRPGE–Revista on line de Política e Gestão Educacional, Araraquara, v. 25, n. esp. 6, p. 3622-3636, dez. 2021. e-ISSN: 1519-9029DOI: https://doi.org/10.22633/rpge.v25iesp.6.161233633Com base na análise, é proposto um diagrama da solução layout-construtiva do portal de entrada de uma saída de peixes por gravidade aberta (Figura 6),Figura6–Layout e solução construtiva do portal de entrada da saída de peixes por gravidade abertaI-I –V-V –seções transversais do portal de entrada;1 –fonte de água; 2 –câmara de entrada da estrutura de proteção de peixes; 3 –tela protetora;4 –área de entrada; 5 –área de recepção; 6 –área de transição;7 –área de desvio de peixesFonte:Elaborado pelos autoresTecnicamente, o portal inclui a sequência dos seguintes elementos:-partede entrada (área de entrada) na forma de uma câmara de entrada estreita com fundo horizontal;-área de recepção (garganta) na forma de uma calha prismática estreita;-área de transição em forma de chute com profundidade e largura variáveis.A transformação da seção transversal do portal de entrada da saída do peixe é representada por seções transversais de I-I para V-V (ver Figura 6). A principal condição para um fluxo contínuo na área de transição (acasalamento) é a observância da linearidade da mudançaem relação ao seu diâmetro hidráulico no ângulo de conicidade ótimo θopt.
image/svg+xmlFornecerum modelo para medir e aumentar a eficácia da aprendizagem em sistemas educacionais virtuais (eletrônicos)RPGE–Revista on line de Política e Gestão Educacional, Araraquara, v. 25, n. esp. 6, p. 3622-3636, dez. 2021. e-ISSN: 1519-9029DOI: https://doi.org/10.22633/rpge.v25iesp.6.161233634ConclusõesOs princípios de otimização do projeto do portal de entrada de saídas de peixes por gravidade aberta baseiam-se em um conjunto de regularidades básicas sequenciais da divisão planejada de fluxo, nas características de operação de bocais com simetria axial, nas especificidades das condições para a formação das características de fluxo em as seções do portal de entrada, que construtivamente permite fornecercondições hidráulicas seguras para a transferência de peixes protegidos para uma fonte de água, mantendo sua viabilidade.REFERENCESBOROVSKOY,V. P. Inlet portals of fish passages and fish passage-spawning canals. Abstract from the thesis by PhD in engineering. -Novocherkassk, 1990. 28 p.BOROVSKOY, V. P.; TERNOVOY,A. N. Optimization of the entrance part of the gravity fish outlet of the fish protection structure of the water intake. Melioration as a driver of AIC modernization in the context of climate change. In:INTERN. SCIENTIFIC-PRACTICAL INTERNET CONFERENCE, 2., 2021,Novocherkassk. Proceedings[…].Novocherkassk: Lik, 2021.CHUGAEV,R. R. Hydraulic engineering structures. Spillway dams. Textbook for universities. Moscow: High school, 1978. 352 p.LARINIER, M.; TRAVADE, F. The development and evaluation of downstream bypasses for juvenile salmonids at small hydroelectric plants in France. In: ODEH, M. Innovations in fish passage technology.American Fisheries Society, 1999. p.25-42.LOYTSYANSKY,L. G. Mechanics of liquid and gas. Textbook for universities. 6. ed.rev. and add. Moscow: Nauka, 1987. 840 p.MIKHEEV,P. A.; BOROVSKOY,V. P. Theoretical substantiation of vortex structure parameters of free turbulence (Novocherkassk engineer-melior. institute named after A.K. Kortunov, Novocherkassk, Rostov region).In:Results of Science.Selected Proceedings of the All-Russian Conference on Science and Technology. Moscow: RAS,2015. n.18, 231 p.MIKHEEV,P.A.; PERELYGIN,A. I. Assessment of the fish protection structure state of the Donskoy main channel for the purpose of reconstruction. Hydrotechnical construction, n. 9. p. 41-44,2007.MIKHEEV,P. A.; PERELYGIN,A. I. Fish outlets of hydraulic structures. Rostov on Don: Phoenix; Novocherkassk FGBEI HPE NSMA, 2014. 265 p.MIKHEEV,P. A.; SHKURA,V. N.; LYAPOTA,T. L. Diversion of juvenile fish at the fish protection structure of the water intake of the Novocherkasskaya SDPP. Protection and restoration of hydroflora and ichthyofauna. Proceedings of AVN, Novocherkassk, n.1, p. 89-93, 1997.
image/svg+xmlDmitry M. BENIN; Pavel A. MIKHEEV eVladimir P. BOROVSKOYRPGE–Revista on line de Política e Gestão Educacional, Araraquara, v. 25, n. esp. 6, p. 3622-3636, dez. 2021. e-ISSN: 1519-9029DOI: https://doi.org/10.22633/rpge.v25iesp.6.161233635PATRASHEV,A. N. Hydromechanics. Moscow: Naval publishing house, 1953. 720 p.PAVLOV, D. S.; PAKHORUKOVA. M. Biological bases of fish protection from falling into water intake facilities. 2.ed. rev. and add.Moscow: Light and food industry, 1983. 264 p.PRANDTL, L. Hydroaeromechanics. Izhevsk: Research Center "Regular and Chaotic Dynamics", 2000.576 p.PROTECTED fish diversion systems from fish protection devices. Melioration and water management. TsBNTI of the USSR Ministry of Water Resources,n. 18, p. 9-15,1986.SAMOILOVICH, G. S. Hydrogasdynamics: A textbook for university students studying the profession of "Turbo building". 2.ed. rev. and add. Moscow: Mashinostroenie, 1990. 384 p.SCHLICHTING, G. The boundary layer theory. Edited by L.G. Loytsyansky. Moscow: Nauka, 1969. 742 p.SP101.1333.2012 Retaining walls, navigational locks, fish passages and fish protection structures. Updated edition of SNiP 2.06.07-87.rev.Moscow, 2012. Rev. n. 1.UNITED STATES. Department of the Interior. Fish Protection at Water Diversions. A Guide for Planning and Designing Fish Exclusion Facilities. Denver, Colorado, 2006. 429 p.ZAMARIN, E. A.; FANDEEV, V. V. Hydraulic engineering structures.Moscow: Kolos, 1965. 618 p.
image/svg+xmlFornecerum modelo para medir e aumentar a eficácia da aprendizagem em sistemas educacionais virtuais (eletrônicos)RPGE–Revista on line de Política e Gestão Educacional, Araraquara, v. 25, n. esp. 6, p. 3622-3636, dez. 2021. e-ISSN: 1519-9029DOI: https://doi.org/10.22633/rpge.v25iesp.6.161233636ComoreferenciaresteartigoBENIN, D. M.; MIKHEEV, P. A.;BOROVSKOY, V. P.Fornecerum modelo para medir e aumentar a eficácia da aprendizagem em sistemas educacionais virtuais (eletrônicos).Revista on line de Política e Gestão Educacional, Araraquara, v. 25, n. esp. 6, p. 3622-3636, dez. 2021. e-ISSN:1519-9029. DOI: https://doi.org/10.22633/rpge.v25iesp.6.16123Submetido em: 05/04/2021Revisões requeridas em: 08/08/2021Aprovado em: 15/11/2021Publicado em: 30/12/2021Processamento e editoração: Editora Ibero-Americana de Educação.Revisão, formatação, normalização e tradução.
image/svg+xmlProvide a model for measuring and increasing the effectiveness of learning in virtual (electronic) education systemsRPGE–Revista on linede Política e Gestão Educacional, Araraquara, v. 25, n. esp. 6, p. 3622-3636, Dec. 2021. e-ISSN: 1519-9029DOI: https://doi.org/10.22633/rpge.v25iesp.6.161233622PROVIDE A MODEL FOR MEASURING AND INCREASING THE EFFECTIVENESS OF LEARNING IN VIRTUAL (ELECTRONIC) EDUCATION SYSTEMSFORNECER UM MODELO PARA MEDIR E AUMENTAR A EFICÁCIA DA APRENDIZAGEM EM SISTEMAS EDUCACIONAIS VIRTUAIS (ELETRÔNICOS)PROPORCIONAR UN MODELO PARA MEDIR Y AUMENTAR LA EFECTIVIDAD DEL APRENDIZAJE EN LOS SISTEMAS EDUCATIVOS VIRTUALES (ELECTRÓNICOS)Dmitry M. BENIN1Pavel A. MIKHEEV2Vladimir P. BOROVSKOY3ABSTRACT:The main purpose of virtual or e-learning systems, like traditional systems based on physical presence, is to transfer maximum concepts from published sources, especially from the teacherto the recipient of knowledge. Improvement in this process is possible only withthe achievement of the goal, or in other words, the effectiveness of the knowledge transfer process, is measured appropriately and validly. Although different models have been proposed to measure the effectiveness of education in traditionalsystems, new and virtual education systems have fundamental differences with previous types that make the use of those models inappropriate. In this paper, considering the specific features of e-learning systems, a model for measuring their effectiveness has been developed, emphasizing measuring learning rather than measuring education. In this model, the factors affecting learning in e-learning systems are identified, and a preliminary equation is derived to determine their relationship.KEYWORDS: E-learning. Traditional systems. Education. E-learning systems.RESUMO: O principal objetivo dos sistemas virtuais ou de e-learning, como os sistemas tradicionais baseados na presença física, é transferir o máximo de conceitos de fontes publicadas, especialmente do professor para o receptor do conhecimento. A melhoria neste processo só é possível com o alcance do objetivo, ou seja, a eficácia do processo de transferência de conhecimento, é medida de forma adequada e válida. Embora diferentes modelos tenham sidopropostos para medir a eficácia da educação em sistemas tradicionais, 1FSBI HE RSAU-Moscow Agricultural Academy named after K.A. Timiryazev, Moscow –Russia.PhD in engineering, Associate Professor, Acting Director of the Institute of Melioration, Water Management and Construction named after A.N. Kostyakov. ORCID: https://orcid.org/0000-0002-5699-3385. E-mail:dbenin@rgau-msha.ru.2RSAU -Moscow Agricultural Academy named after K.A. Timiryazev, Moscow –Russia. Doctor of engineering, Professor, Head of the Department of Agricultural Construction and Expertise of Real Estate Objects at the Federal State Budgetary Institution of Higher Education. ORCID:https://orcid.org/0000-0002-1345-6328.E-mail: mikheev.pa@gmail.com.3FSBEI HE Donskoy SAU–Russia.PhD in engineering, Associate Professor, Associate Professor of the Department of Water Supply and Use of Water Resources, Novoсherkassk Engineering and Reclamation Institute named after A.K. Kortunov.ORCID:https://orcid.org/0000-0001-8927-3395.E-mail: vladimbor@mail.ru.
image/svg+xmlDmitry M. BENIN; Pavel A. MIKHEEV and Vladimir P. BOROVSKOYRPGE–Revista on line de Política e Gestão Educacional, Araraquara, v. 25, n. esp. 6, p. 3622-3636, Dec. 2021. e-ISSN: 1519-9029DOI: https://doi.org/10.22633/rpge.v25iesp.6.161233623os sistemas de educação novos e virtuais têm diferenças fundamentais com os tipos anteriores que tornam o uso desses modelos inadequado. Neste artigo, considerando as características específicas dos sistemas de e-learning, foi desenvolvido um modelo para medir sua eficácia, enfatizando a medição da aprendizagem em vez da medição da educação. Neste modelo, os fatores que afetam a aprendizagem em sistemas de e-learning são identificados, euma equação preliminar é derivada para determinar sua relação.PALAVRAS-CHAVE: E-learning. Sistemas tradicionais. Educação. Sistemas de e-learning.RESUMEN: El objetivo principal de los sistemas virtuales o e-learning, al igual que lossistemas tradicionales basados en la presencia física, es transferir el máximo de conceptos de las fuentes publicadas, especialmente del docente al receptor del conocimiento. La mejora en este proceso solo es posible con el logro de la meta, o en otras palabras, la efectividad del proceso de transferencia de conocimiento, se mide de manera adecuada y válida. Aunque se han propuesto diferentes modelos para medir la efectividad de la educación en los sistemas tradicionales, los sistemas de educación nuevosy virtuales tienen diferencias fundamentales con los tipos anteriores que hacen que el uso de esos modelos sea inapropiado. En este artículo, considerando las características específicas de los sistemas de e-learning, se ha desarrollado un modelo para medir su efectividad, enfatizando la medición del aprendizaje en lugar de la medición de la educación. En este modelo se identifican los factores que afectan el aprendizaje en los sistemas de e-learning y se deriva una ecuación preliminar para determinar su relación.PALABRAS CLAVE: E-learning. Sistemas tradicionales. Educación. Sistemas de e-learning.IntroductionWith the increasing advancement of digital teaching methods, in many cases supplanting and complementing traditional methods, the most diverse areas of teaching and research receive these pedagogical innovations in their ways of passing on knowledge. Digital learning enabling a faster and more dynamic transfer of knowledge in some cases, but also facing some difficulties in other areas, such as the question of the possible lack of the figure of the teacher, such as face-to-face teaching. Even so, the most diverse study and research niches are contemplated and begin to enter this new teaching environment. Thus, in this article, one of the several themes that can be contemplated and improved with the inclusion of an efficient digital teaching system is shown, which collaborates beyond teaching only for the development of research and scientific communication.The preservation of water source ecosystems, including ichthyofauna, under the conditions of an ever-increasing anthropogenic load, manifested by water consumption increase, is one of the acute problems of our time. Prevention of juvenile fish into water intakes by the means of a fish protection structure is associated with the need to divert protected
image/svg+xmlProvide a model for measuring and increasing the effectiveness of learning in virtual (electronic) education systemsRPGE–Revista on linede Política e Gestão Educacional, Araraquara, v. 25, n. esp. 6, p. 3622-3636, Dec. 2021. e-ISSN: 1519-9029DOI: https://doi.org/10.22633/rpge.v25iesp.6.161233624juvenile fish (fish outlet) to a safe place while maintaining its viability. Generally, a fish outlet of a fish protection structure is a complex of devicesand elements, including: an inlet portal; a fish-diverting tract (channel, chute); an outlet portal. If a section with a large terrain slope occurs on the route of a fish-diverting tract, then a connecting structure is provided.The existing layout and design solutions for fish-diverting systems are currently based on the use of fish behavior peculiarities and patterns (PAVLOV; PAKHORUKOV, 1983), as well as on domestic and foreign experience concerning the design and operation of fish-diverting systems (Protected fish diversion systems from fish protection devices, 1986;MIKHEEVet al.,1997;MIKHEEV;PERELYGIN, 2007;MIKHEEV;PERLYGIN, 2014; LARINIER;TRAVADE, 1999). At the same time, the variety of biological, hydraulic, technical, layout features and conditions make a significant impact on the successful solution of fish moving problems to a safe place of a water source. It should be noted that the nature of the fish outlet flow movement within the inlet portal in the area between the protective screen (mesh, blinds, drums etc.) and the fish-diverting tract is generally the main criterion while developing a fish outlet structure. At the same time, the layout solution, the design of the elements, the conditions for conjugation of the bottom (horizontal or asloped one), flow characteristics within the inlet portal must meet the fish safety requirements.In this regard, the development of principles for the selection of structural elements of fish diverters (outlets) based on existing hydraulic and biologicalapproaches and requirements, will allow to avoid errors in their design, and fish diversion losses.Materials and methodsTo develop the main directions in design optimization for the inlet portal of the fish outlet, the principle of operation, functional features and possible ways of its constituent element optimization are considered. Subsequent analysis is limited only by the design of the inlet portals of open gravity fish outlets.Inlet part. The entrance is the most functionally significant element, which provides the efficiency of protected fish diversion due to the properties of suction and involvement of juvenile fish with the flow. In open flows, the suction (vacuum) effect is manifested under certain conditions in the zones of flow separation and in whirlpool currents.Receiving section. As a rule, the receiving section in the flow dividing unit occupies an intermediate position and, when analyzed the flow under rarefaction conditions, it can be
image/svg+xmlDmitry M. BENIN; Pavel A. MIKHEEV and Vladimir P. BOROVSKOYRPGE–Revista on line de Política e Gestão Educacional, Araraquara, v. 25, n. esp. 6, p. 3622-3636, Dec. 2021. e-ISSN: 1519-9029DOI: https://doi.org/10.22633/rpge.v25iesp.6.161233625considered between the conventional open water intake scheme and the nozzle scheme, therefore this section should have the smallest possible width.Transitional section. The movement of fish along the channels (galleries and pipes) is dangerous for them, especially in the transitional (initial) section of the conjugation with the fish diversion tract, since the likelihood of injury from walls, protrusions etc. is high, which increases with the length and number of local resistances rising, therefore, the hydraulic conditions and the length of the fish outlets should be optimal.Results and discussionAssessment of conditions in the influence zone of the inlet portal of fish outlet.Water intake into the fish outlet should be considered as a water intakewithout a dam, since water is drained by gravity from the inlet chamber of the fish protection structure to the fish outlet. The lateral water outlet makes significant changes to the flow movement regime.If during the design of water intakes, the main task is to combat sediment, then the main task for a fish outlet is to ensure the safety of fish diversion. The danger for fish is represented by increased turbulence (large gradients of transverse velocities, pulsations), the presence of separated flow currents with the formation of circulation zones, intense transverse circulation, etc. Accordingly, a laminar (smooth) velocity profile for fish is always preferable to a turbulent one. The entrapment of sediments is also an undesirable phenomenon, since their deposition in the channel of the fish diverting tract will change its cross-section, flow characteristics and regime.Based on these positions, the characteristic features of the flow current formation in the influence zone of water intake are considered.Figure 1 shows the character of a flat flow with the options for water intake at a right angle to the coastline and along the approaching flow front (CHUGAEV, 1978; ZAMARIN.FANDEEV, 1965).
image/svg+xmlProvide a model for measuring and increasing the effectiveness of learning in virtual (electronic) education systemsRPGE–Revista on linede Política e Gestão Educacional, Araraquara, v. 25, n. esp. 6, p. 3622-3636, Dec. 2021. e-ISSN: 1519-9029DOI: https://doi.org/10.22633/rpge.v25iesp.6.161233626Figure 1–The flow current scheme at water intake from a water sourceа) б)а–at lateral outlet; б–at front intakeSource: Devised by the authorsWith a lateral outlet (see Figure 1, a), before entering the water intake at point a, a vortex with a vertical axis is created in front of the water intake inlet face. The bottom lines of currents (dashed lines) are pulled into this low-pressurezone, which involve bottom sediments, and, consequently, benthic fish, into the water intake.According to V.A. Shaumyan, the zone of bottom jet capture 푙дis larger than the zone of surface jet capturelп, their values are determined by the following formulas 푙д=1,17(푘+0,4)푏;푙п=0,73(푘+0,05)푏,where b–the outlet width; 푘=푞표푢푡푙푒푡/푞푟푖푣푒푟.It is known that the width of the capture zone of bottom jets significantly exceeds the width of the capture zone of surface jets (without consideringthe river width, depth, the share of discharge diversion etc.). The attempts to reduce the capture of bottom sediments by the means of a threshold setting at the entrance to the water intake are ineffective, and in fish diversion, the setting of thresholds is not permissible, since this will impede the passage of benthic fish species. With a wide front of thewater intake, the axis of the vortex moves to the water intake, forming a circulating flow here.At frontal water intake (Figure 1, b) the capture from the bottom layers of the flow is minimized.The width of the capture zone of the bottom layers of the flow (푏푏표푡) at the frontal water intake can be determined approximately by the following formula (CHUGAEV, 1978;ZAMARIN;FANDEEV, 1965): 푏푏표푡=2(푘−0,5)푏, where 푘=푞표푢푡/푞푟푖푣푒푟,thus, at 푘≤0,5the capture of the flow into the outlet from the bottom layers is excluded 푏푏표푡=0.
image/svg+xmlDmitry M. BENIN; Pavel A. MIKHEEV and Vladimir P. BOROVSKOYRPGE–Revista on line de Política e Gestão Educacional, Araraquara, v. 25, n. esp. 6, p. 3622-3636, Dec. 2021. e-ISSN: 1519-9029DOI: https://doi.org/10.22633/rpge.v25iesp.6.161233627To increase the pressure a short water-capturing spur is installed in front of the water intake (Figure 2), due to which the water level in the river before the entrance to the water intake rises by 0.5-0.6 from the velocity head 푣2/2푔, where 푣–the average flow velocity of the river near the water intake. Figure 2–Short water intake spur (Zamarin & Fandeev, 1965).Subtitle: 1 –spur; 2 –water intake; 3 –surface jets; 4 –bottom jetsSource: Zamarin and Fandeev(1965)Based on the recommendations for the design of water intakes, an obvious conclusion is made that the frontal type of water intake is preferable for designing the inlet portal of the fish outlet, since it provides uniform intake(capture) of juvenile fish in depth. Besides, the frontal type of water intake fits harmoniously into the design of the fish protection structure with a protective screen installed at an acute angle to the flow, being a natural continuation of the screen -a kind of fish trap.The design of the receiving section of the inlet portal of the fish outlet. A flat jet flowing from a reservoir into a narrow chute is compressed in the horizontal plane. The degree of its compression in depth will not be the same -the jet is compressed more on the surface (in the vacuum-free zone) than at depth (SCHLICHTING, 1969). Based on this, to optimize the receiving section, we will use the principle of comparing the hydraulic operating conditions of the inlet portal of the fish outlet with the hydraulic conditions of the nozzles, while the evaluation criterion of the nozzle design will be flow characteristics that is safe for fish, ideally a non-vortex (laminar) flow.As it is known, external nozzles are divided into three main groups: cylindrical, conical (diverging and converging) and conoidal -with the edges rounded in the form of jet compression (CHUGAEV, 1978;PATRASHEV, 1953). The flow characteristics within the nozzle includes two independent parts: the central (axial), where the fluid particles move only
image/svg+xmlProvide a model for measuring and increasing the effectiveness of learning in virtual (electronic) education systemsRPGE–Revista on linede Política e Gestão Educacional, Araraquara, v. 25, n. esp. 6, p. 3622-3636, Dec. 2021. e-ISSN: 1519-9029DOI: https://doi.org/10.22633/rpge.v25iesp.6.161233628forward, and the coaxial, in which the fluid particles are circulated. The minimum area of the free cross-section of the forward flow in the central part is called the compressed cross-section.A vacuum is formed atthe inlet part of the nozzle, which somewhat expands the compressed section and causes the flow discharge increase through the nozzle (in comparison with the thin wall hole), the flow coefficient μ = 0.82. With the nozzles longer than 40-50 diameters, thesuction effect does not compensate for the increasing hydraulic losses along the nozzle length.Conical converging nozzles (used in hydraulic turbine nozzles, jet monitors etc.) are capable of providing smooth, almost irrotational flow acceleration up to the maximum speed in the compressed section (throat). The jet leaving the converging nozzle has a high specific kinetic energy and outlet velocity (due to the small value of hydraulic resistance), which makes it possible to use them for fish capture. The discharge coefficient reaches its highest value μ = 0.946 at the angle equal to 13°24′≈13,5°(CHUGAEV, 1978;PATRASHEV, 1953).Conical converging nozzles are capable of providing a smooth, almost irrotational acceleration of the flow up to the critical (forfish) velocity in the throat (which is assigned in accordance with the SP requirements) (SP101.1333.2012 Retaining walls, navigational locks).In conical diverging nozzles, the fluid jet velocity in the compressed section is greater than the jet velocity at the nozzle outlet, and the pressure, on the contrary, is less, since there is a vacuum in the compressed section of the nozzle. The vacuum in the diverging nozzle is greater than the vacuum in the outer cylindrical nozzle and it grows with the taper angle increase, which should be sufficiently small θ = 5-7°. The flow discharge through such a nozzle is much higher than the flow through the external nozzle, and the output speeds are much lower. It should be noted here that the expansion of the channel is a fact of salvation for fish in a narrow space, since it reduces the likelihood of injury due to the free area increase. Therefore, it is better to use a smoothly expanding chute to divert the fish from the throat.The conoidal nozzle is outlined by the jet shape flowing out of the hole: the inlet part is made along a complex surface of double curvature, and the outlet part has a cylindrical shape, which eliminates the disadvantage of the conical converging nozzle consisting in the compression of the liquidjet when it leaves the nozzle, that is, the compression ratio is equal to one in the conoidal nozzle. Therefore, the velocity and flow discharge coefficients for this nozzle are approximately equal to each other μ = φ = 0.97-0.99 (depending on the pressure and the quality of the nozzle inner surface processing).
image/svg+xmlDmitry M. BENIN; Pavel A. MIKHEEV and Vladimir P. BOROVSKOYRPGE–Revista on line de Política e Gestão Educacional, Araraquara, v. 25, n. esp. 6, p. 3622-3636, Dec. 2021. e-ISSN: 1519-9029DOI: https://doi.org/10.22633/rpge.v25iesp.6.161233629Thus, the basis for the optimization of the layout and design of the inlet portal of the fish outlet is based on the features of nozzle operation with axial symmetry, in which fish safe conditions can be created by the following combination of nozzles:-at the inlet (to increase the capturing and suction capacity) -conical confuser or conoidal (to increase the throughput of the fish outlet);-in a compressed section (throat) -a cylindrical nozzle;-at the outlet (for a smooth and safe diversion of fish) -a conical diffuser.However, when considering flat jet flows, it is necessary to considertheir distinctive features from axisymmetric ones, which consist, first of all, in the intensity of thejet expansion, which, in turn, affects the ejection ability of jets. For comparison, Figure 3 shows the graphical patterns of changes in the relative velocity of ejection along the length x for round (nozzle radius r0) and flat (hole width b0) jets in theform of the ratio of the average jet velocity (u0) in the section and the rate of fluid inflow from the surrounding area to the outer boundary (uej) (MIKHEEV;BOROVSKOY, 2015).Obviously, the ejection capacity of a flat jet is much higher than that of an axisymmetric jet, the maximum ejection velocity falls approximately in the middle of the initial section. In contrast to the axisymmetric jet, the peak of the flat curved jet is shifted to the right and the maximum ejection velocity falls on the second half of the initial section. It is important to emphasize that a flat jet, limited by the walls of the fish diverting chute, is capable of creating a much greater vacuum than a round one, and, therefore, it expands much more in the diffuser channel of the fish outlet.Figure 3–Conformity to the combined nozzle shape to the ejection ability of the submerged jetа)б)a -the graph of the ejection velocity change along the length of the circular (1) and flat (2) hyperboloid jet; b-combined nozzleSource: Mikheev and Borovskoy(2015)
image/svg+xmlProvide a model for measuring and increasing the effectiveness of learning in virtual (electronic) education systemsRPGE–Revista on linede Política e Gestão Educacional, Araraquara, v. 25, n. esp. 6, p. 3622-3636, Dec. 2021. e-ISSN: 1519-9029DOI: https://doi.org/10.22633/rpge.v25iesp.6.161233630As can be seen on Figure 3, the ejection ability of the submerged jet corresponds to the combined nozzle shape.Estimation of the flow characteristics in the inlet portal sections.An important factor influencing the conditions of fish outlet is the flow characteristics, namely, the degree of turbulence, which is assessed bythe Reynolds criterion. It indirectly characterizes the flow safety for fish. The results of Reynolds and Gibson's experiments show (PATRASHEV, 1953; PRANDTL, 2000) that the value of Reris significantly influenced by the sign of the longitudinal velocitygradient, which is not the same in the nozzles. In confusor flows, in which the downstream velocity increases and, therefore, the velocity gradient is positive, the critical Reynolds numbers are significantly more than 10 times higher than those indicatedfor cylindrical pipes, and they are the larger, the greater the taper angle (confusion angle) is. This testifies to the laminarization of the flow in the confusor nozzles. On the contrary, in diffusers, in which the downstream velocity decreases and, therefore, the named gradient is negative, the critical Reynolds numbers are much lower than for cylindrical sections. This is well illustrated by Gibson's experiments, in which a laminar regime was simultaneously observed in the confusor part of the flow, andturbulent regime -in the diffuser part. Experience in the development of highly efficient nozzles, including supersonic nozzles (Laval, Stentan, Frankl etc.) (SAMOILOVICH, 1990), indicates the need to maintain a smooth sequential conjunction of all elements of this sequence, in particular for fish outlet conditions, these are the inlet chamber + confusor; confusor + cylinder; cylinder + diffuser; diffuser + conoidal outlet channel (tract).Such nozzles are known and used to increase the throughput both for liquids (for water turbines, pumps, etc.) and for gases to overcome the critical speed in steam, aircraft turbines, rocket engines, etc. Laval’s nozzle is a gas channel with a special profile (with a narrowing) to change the gas flow velocity passing through it (PRANDTL, 2000; SAMOILOVICH, 1990). In the simplest case, Laval’s nozzle can consist of a pair of truncated cones conjugated with narrow ends. Both versions have a lot in common -there are all elements (confusor, cylinder, diffuser) smoothly merging into each other.When designing a fish outlet, it is necessary to strive for the smallest possible change in the upstream flow regime (inlet chamber) and to the water velocity decrease before the fish outlet.If the location of the water intake and flushing openings in the upstream flow is unsuccessful, there is a threat of sediments when approaching the water intake opening. In this
image/svg+xmlDmitry M. BENIN; Pavel A. MIKHEEV and Vladimir P. BOROVSKOYRPGE–Revista on line de Política e Gestão Educacional, Araraquara, v. 25, n. esp. 6, p. 3622-3636, Dec. 2021. e-ISSN: 1519-9029DOI: https://doi.org/10.22633/rpge.v25iesp.6.161233631case, the flow can be largely displaced from the water intake openings in the approach section by deposited sediments, which is naturally undesirable (Figure 4, a) (CHUGAEV, 1978).Figure 4.Substantiation of the inlet part shape of the fish outletа) б)а–sedimentation in front of the entrance water intake opening;б–an adjustable nozzle diagram with a central body;1 -river; 2 -sediment deposition area; 3 -water intake into the channelSource: Devised by the authorsThe reference point for designing the inlet part of the fish outlet is a nozzle with a central body to regulate the flow discharge, a schematic diagram of which is shown on Figure 4, b (PRANDTL, 2000; LOYTSYANSKY, 1987).In such a nozzle, the gas flows through a coaxial channel (between the central body and the shell); the critical section can be regulated by the longitudinal movement of the central body. The flow at the outlet turns to the axis of symmetry, which in the receiving section design corresponds to the flow bending towards the fish outlet and is an advantage of this design.The profile of the central body is selected in such a way that at the reduction point of any characteristics, the direction of the flow behind it coincides with the direction of the wall, the critical section and the angular point of the flow are located on the shell cut. In this case, the gas expansion is one-sided, and the critical section is inclined to the axis by the angle δ equal to the gas flow rotation angle around the point A. The shell must be parallel to the wall of the central body in the critical section of the nozzle. This leads to additional frontal resistance due to the losses on the external flow around the shell converging part. If the calculated values of the Mach number (Ma ≤ 2) are large, the central body can be made conical. In the case of a flat nozzle, the contour of the central body is the streamline of the Prandtl-Mayer flow (near a convex angle) with a flat sonic line (PRANDTL, 2000). The contour of the axisymmetric central body is close to the flat flow streamline. For fish diversion conditions, the advantage of this nozzle is that it matches the shape of the combined nozzle and ensures smooth rotation for fish diversion.The angle of flow diversion plays a significant role in the flow characteristics within the
image/svg+xmlProvide a model for measuring and increasing the effectiveness of learning in virtual (electronic) education systemsRPGE–Revista on linede Política e Gestão Educacional, Araraquara, v. 25, n. esp. 6, p. 3622-3636, Dec. 2021. e-ISSN: 1519-9029DOI: https://doi.org/10.22633/rpge.v25iesp.6.161233632fish outlet. Taking the flow diversion angle of the water intake, they strive to obtain, possibly, a smoother conjugation of the channel with the river, otherwise, if there are sufficiently high velocities in the river, the likelihood of extensive whirlpool zone occurrence, lateral compression of the flow, uneven inflow and water discharge reduction increases.For damless side water intakes, the angle of flow diversion is assigned within the range ∝po= 35-75°, large angles (up to 90°) are taken under appropriate topographic conditions and relatively low water flow discharge intakes, and the design of water intakes becomes much more complicated at the angles less than 35° (CHUGAEV, 1978). Regardingthe conditions of fish diversion they evaluate, first of all, the transverse circulation of the flow arising at the turn and affecting the distribution of juvenile fish in the cross section. In the course of studying the inlet portals of fish-passage-spawning channels (BOROVSKOY, 1990), it was found that the optimal angle for fish attraction is ∝po≈36°, at which the transverse circulation covers the entire cross-section in the flow attracting fish.In real conditions, the angle of diversion is taken by consideringthe general layout of the water intake facilities, the terrain, the location of the outlet portal in the downstream as the part of the structure node (relative to the RZS, the dam section),the tract length, etc. The performed complex analysis made it possible to propose a schematic diagram of the arrangement of the main elements (Figure 5) of the fish outlet suction head capable of providing optimal conditions for the safe diversion of fish (BOROVSKOY;TERNOVOY, 2021).Figure 5–Schematic layout diagram of the inlet portal main elements of open fish outlet1 –inlet section; 2 –critical section; 3 –transitional sectionSource: Devised by the authorsBased onthe analysis, a diagram of the layout-constructive solution of the inlet portal of an open gravity fish outlet is proposed (Figure 6), Separate flow line
image/svg+xmlDmitry M. BENIN; Pavel A. MIKHEEV and Vladimir P. BOROVSKOYRPGE–Revista on line de Política e Gestão Educacional, Araraquara, v. 25, n. esp. 6, p. 3622-3636, Dec. 2021. e-ISSN: 1519-9029DOI: https://doi.org/10.22633/rpge.v25iesp.6.161233633Figure 6–Layout and constructive solution of the inlet portal of open gravity fish outletI-I –V-V –cross-sections of the inlet portal;1 –water source; 2 –inlet chamber of fish protection structure; 3 –protective screen;4 –entrance area; 5 –receiving area; 6 –transitional area;7 –fish-diverting tractSource: Devised by the authorsTechnically, the portal includes the sequence of the following elements:-inlet part (entrance area) in the form of a narrowing inlet chamber with a horizontal bottom;-receiving area (throat) in the form of a narrow prismatic chute;-transition area in the form of a chute with variable depth and width.The transformation of the inlet portal cross-section of the fish outlet is represented by cross-sections from I-I to V-V (see Figure 6). The main condition for a continuous flow in the transition (mating) area is the observance of the change linearity concerning its hydraulic diameter at the optimal taper angle θopt.ConclusionsThe principles of the inlet portal design optimization of open gravity fish outlets are based on a set of sequential basic regularities of the flow planned division, the operation features of nozzles with axial symmetry, the specifics of the conditions for the formation of the flow characteristics on the inlet portal sections, which constructively allows to provide safe hydraulic conditions for the transfer of protected fish into a water source while maintaining its viability.
image/svg+xmlProvide a model for measuring and increasing the effectiveness of learning in virtual (electronic) education systemsRPGE–Revista on linede Política e Gestão Educacional, Araraquara, v. 25, n. esp. 6, p. 3622-3636, Dec. 2021. e-ISSN: 1519-9029DOI: https://doi.org/10.22633/rpge.v25iesp.6.161233634REFERENCESBOROVSKOY,V. P. Inlet portals of fish passages and fish passage-spawning canals. Abstract from the thesis by PhD in engineering. -Novocherkassk, 1990. 28 p.BOROVSKOY, V. P.; TERNOVOY,A. N. Optimization of the entrance part of the gravity fish outlet of the fish protection structure of the water intake. Melioration as a driver of AIC modernization in the context of climate change. In:INTERN. SCIENTIFIC-PRACTICAL INTERNET CONFERENCE, 2., 2021,Novocherkassk. Proceedings[…].Novocherkassk: Lik, 2021.CHUGAEV,R. R. Hydraulic engineering structures. Spillway dams. Textbook for universities. Moscow: High school, 1978. 352 p.LARINIER, M.; TRAVADE, F. The development and evaluation of downstream bypasses for juvenile salmonids at small hydroelectric plants in France. In: ODEH, M. Innovations in fish passage technology.American Fisheries Society, 1999. p.25-42.LOYTSYANSKY,L. G. Mechanics of liquid and gas. Textbook for universities. 6. ed.rev. and add. Moscow: Nauka, 1987. 840 p.MIKHEEV,P. A.; BOROVSKOY,V. P. Theoretical substantiation of vortex structure parameters of free turbulence (Novocherkassk engineer-melior. institute named after A.K. Kortunov, Novocherkassk, Rostov region).In:Results of Science.Selected Proceedings of the All-Russian Conference on Science and Technology. Moscow: RAS,2015. n.18, 231 p.MIKHEEV,P.A.; PERELYGIN,A. I. Assessment of the fish protection structure state of the Donskoymain channel for the purpose of reconstruction. Hydrotechnical construction, n. 9. p. 41-44,2007.MIKHEEV,P. A.; PERELYGIN,A. I. Fish outlets of hydraulic structures. Rostov on Don: Phoenix; Novocherkassk FGBEI HPE NSMA, 2014. 265 p.MIKHEEV,P. A.; SHKURA,V. N.; LYAPOTA,T. L. Diversion of juvenile fish at the fish protection structure of the water intake of the Novocherkasskaya SDPP. Protection and restoration of hydroflora and ichthyofauna. Proceedings of AVN, Novocherkassk, n.1, p. 89-93, 1997.PATRASHEV,A. N. Hydromechanics. Moscow: Naval publishing house, 1953. 720 p.PAVLOV, D. S.; PAKHORUKOVA. M. Biological bases of fish protection from falling into water intake facilities. 2.ed. rev. and add.Moscow: Light and food industry, 1983. 264 p.PRANDTL, L. Hydroaeromechanics. Izhevsk: Research Center "Regular and Chaotic Dynamics", 2000.576 p.PROTECTED fish diversion systems from fish protection devices. Melioration and water management. TsBNTI of the USSR Ministry of Water Resources,n. 18, p. 9-15,1986.
image/svg+xmlDmitry M. BENIN; Pavel A. MIKHEEV and Vladimir P. BOROVSKOYRPGE–Revista on line de Política e Gestão Educacional, Araraquara, v. 25, n. esp. 6, p. 3622-3636, Dec. 2021. e-ISSN: 1519-9029DOI: https://doi.org/10.22633/rpge.v25iesp.6.161233635SAMOILOVICH, G. S. Hydrogasdynamics: A textbook for university students studying the profession of "Turbo building". 2.ed. rev. and add. Moscow: Mashinostroenie, 1990. 384 p.SCHLICHTING, G. The boundary layer theory. Edited by L.G. Loytsyansky. Moscow: Nauka, 1969. 742 p.SP101.1333.2012 Retaining walls, navigational locks, fish passages and fish protection structures. Updated edition of SNiP 2.06.07-87.rev.Moscow, 2012. Rev. n. 1.UNITED STATES. Department of the Interior. Fish Protection at Water Diversions. A Guide for Planning and Designing Fish Exclusion Facilities. Denver, Colorado, 2006. 429 p.ZAMARIN, E. A.; FANDEEV, V. V. Hydraulic engineering structures.Moscow: Kolos, 1965. 618 p.
image/svg+xmlProvide a model for measuring and increasing the effectiveness of learning in virtual (electronic) education systemsRPGE–Revista on linede Política e Gestão Educacional, Araraquara, v. 25, n. esp. 6, p. 3622-3636, Dec. 2021. e-ISSN: 1519-9029DOI: https://doi.org/10.22633/rpge.v25iesp.6.161233636HowtoreferencethisarticleBENIN, D. M.; MIKHEEV, P. A.; BOROVSKOY, V. P. Provide a model for measuring and increasing the effectiveness of learning in virtual (electronic) education systems.Revista on line de Política e Gestão Educacional, Araraquara, v. 25, n. esp. 6, p. 3622-3636, Dec. 2021. e-ISSN:1519-9029. DOI: https://doi.org/10.22633/rpge.v25iesp.6.16123Submitted: 05/04/2021Required revisions: 08/08/2021Approved: 15/11/2021Published: 30/12/2021Processing and publication by the Editora Ibero-Americana de Educação.Correction, formatting, standardization and translation.