Интегрированное занятие «Применение математических расчетов в работе двигателей внутреннего сгорания»

Ход занятия:

Этап

Деятельность преподавателя

Деятельность студентов

Используемые средства

Организационный

Приветствует студентов, проверяет присутствие студентов

Словесные

Приветствуют преподавателя, готовятся к учебному занятию

Постановка целей, мотивация к учебной деятельности

На протяжении всего урока вы будете работать по опорному конспекту, вам необходимо, по мере поступления информации, заполнять ее. Изучите опорный конспект, а потом ответим на вопросы по его содержанию.

Словесные

Изучают опорный конспект

- Давайте вспомним, что значит 25?

- Произведение пяти одинаковых множителей.

- Как такое выражение называется?

- Степенью.

- Что такое 2, а что такое 5?

- 2 - это основание степени, 5 - показатель степени.

- На столах у вас лежат таблицы степеней, посмотрите и скажите, чему равно значение 25.

-25= 32

- Как преобразовать а-1?

- получится дробь .

Математическая разминка

Используя таблицу степеней, вам необходимо возвести число в степень

Практические

Выполняют задание непосредственно в опорном конспекте

32=9,

43=64,

53=125,

64=1296,

2-2 =,

4-1=,

8-3= ,

76=117649

Сегодня вы научитесь применять математические расчеты, а именно степень числа, при решении задач по основам гидравлики и теплотехники.

Тема нашего занятия "Математические расчеты в работе двигателей внутреннего сгорания"

Словесные

Записывают тему занятия

Изучение нового материала

Объяснение нового материала

Двигатели внутреннего сгорания – это тепловой двигатель, внутри которого происходит сжигание топлива и преобразование части выделившейся теплоты в механическую работу.

Рассмотрим классификацию ДВС

Наглядные

Записывают определение

Рассматривают классификацию ДВС

Заполняют опорный конспект

- Как вы считаете, для чего нужны ДВС?

Назначение ДВС

Двигатели внутреннего сгорания предназначены для преобразования тепловой энергии сгорающего топлива в механическую работу.

Словесные

Отвечают на вопрос

Записывают в опорный конспект

- Обратите внимание на плакат.

Устройство ДВС

ВМТ - верхняя мёртвая точка;

НМТ - нижняя мёртвая точка;

Uсж - объём сжатия;

Uп - полный объём;

Uр - рабочий объём;

hр- рабочий ход поршня;

1 - корпус;

2 - цилиндр;

3 - клапан впуска;

4 - клапан выпуска;

5 - свеча зажигания;

6 - поршень;

7 - шатун;

8 - кривошип;

9 - вал;

10 - маховик.

Наглядно-практические

Рассматривают и выбирают нужную цифру для заполнения конспекта

Принцип работы

При сжигании рабочей смеси в цилиндре сила давления газов толкает поршень вниз и через кривошипно-шатунный механизм вращает вал и раскручивает маховик. В исходное положение поршень возвращается по инерции (за счет энергии маховика). На этом цикл заканчивается и все начинается вновь. Цикл включает 4 такта. Механический цикл совпадает с термодинамическим.

Такт двигателя - это перемещение поршня из одной мертвой точки в другую и соответствующие термодинамические процессы, происходящие в цилиндре.

Изобразим термодинамический цикл.

Получили индикаторную диаграмму, образованную реальными термодинамическими процессами одного цикла работы ДВС.

Далее объяснение по презентации. Приложение 2

Словесные,

наглядные

Записывают в опорный конспект

Закрепление изученного материала

Мощность двигателя внутреннего сгорания

Фактическая работа 1 цилиндра: .

Ƞ - КПД двигателя;

Pi - индикаторное давление (Па)

F – площадь днища поршня (м2)

S– ход поршня (м)

Мощность ДВС: .

n – частота вращения коленчатого вала (об/сек)

Z – количество цилиндров (шт)

τ – тактность ДВС

Практические

Записывают формулы

Задача: Рассчитать мощность двигателя СМД = 18 Н четырехтактного (τ = 4), при давлении Pi = 0,7 мПа, диаметр поршня Д= 120мм (0,12 м), ход поршня S = 140 мм (0,14 м), число цилиндров Z = 4, частота вращения коленчатого вала

n = 1800 об/мин, КПД = 0,85.

Практические

Решение:

.

n = 1800 об/мин = 1800/60 об/сек = 30 с-1

Pi= 0,7 мПа = 0,7 *106 Па

Для сравнения двухтактный ДВС

(τ = 2)

Мощность

N2 › N1.

Термический КПД двигателя

Термический КПД цикла Карно зависит от абсолютных температур (Т1 и Т2) – теорема Карно.

Термический КПД цикла Карно всегда меньше единицы.

Значение КПД возрастает с увеличением Т1 и уменьшением Т2.

Практические

Записывают формулы

Задача: Температура сгорания топливной смеси в В.М.Т.

Т1= 2000⁰С, температура выхлопных газов Т2 = 700⁰С. Рассчитать КПД двигателя.

Практические

Задачу решают в опорном конспекте

Решение:
= 1 -

Вывод: 57,2 % тепла превращено в механическую работ 42,8 % тепла отдано внешней среде (потери)

Подведение итогов занятия, информация о домашнем задании

Совместная оценка степени реализации поставленных на занятии целей.

Словесные

Самоанализ работы во время занятия

Запишите домашнее задание

Черняк О.И. Основы гидравлики и теплотехники, с. 41-45, изучить конспект, Башмаков М.И. Математика задачник, с.33

№ 2.9 (А, Б), 2.10 (А)

Записывают домашнее задание

Совместная рефлексия

Читает вопросы для рефлексии.

Словесные

Выбирают свою позицию

1.На занятии я работал

активно / пассивно

2.Своей работой на занятии я

доволен / не доволен

3. Занятие для меня показался

коротким / длинным

4. За занятие я

не устал / устал

5. Мое настроение

стало лучше / стало хуже

6. Материал занятия мне был

понятен / не понятен
полезен / бесполезен
интересен / скучен
легким / трудным

Предмет

Математика и основы гидравлики и теплотехники

Группа

Ф. И. студента

Математическая разминка

Задания для самостоятельного выполнения

Ответы, решения

33

82

102

63

2-3

4-4

Изложение нового материала

Для чего предназначены двигатели внутреннего сгорания?

Классификация ДВС?

Расшифруйте устройство ДВС:

НМТ

Uп

По рисунку напишите, что означает следующие цифры: 1,2,4,5,8

За счет чего поршень возвращается в исходное положение?

Решение задачи

Задача: Температура сгорания топливной смеси в В.М.Т. Т1= 3000⁰С, температура выхлопных газов Т2 = 800⁰С. Рассчитать КПД двигателя.

Рефлексия (выбрать из предложенных вариантов)

1.На занятии я работал

активно / пассивно

2.Своей работой на занятии я

доволен / не доволен

3.Занятие для меня показался

коротким / длинным

4.За занятие я

не устал / устал

5.Мое настроение

стало лучше / стало хуже

6.Материал занятия мне был

понятен / не понятен
полезен / бесполезен
интересен / скучен
легким / трудным

Предмет

Математика и основы гидравлики и теплотехники

Группа

Ф. И. студента

Математическая разминка

Задания для самостоятельного выполнения

Ответы, решения

43

92

103

53

3-3

6-4

Изложение нового материала

Что такое двигатели внутреннего сгорания?

Классификация ДВС?

Расшифруйте устройство ДВС:

ВМТ

Uсж

По рисунку напишите, что означает следующие цифры: 3,6,7,9,10

Что происходит при сжигании рабочей смеси в цилиндре?

Решение задачи

Задача: Температура сгорания топливной смеси в В.М.Т. Т1= 1200⁰С, температура выхлопных газов Т2 = 300⁰С. Рассчитать КПД двигателя.

Рефлексия(выбрать из предложенных вариантов)

1.На занятии я работал

активно / пассивно

2.Своей работой на занятии я

доволен / не доволен

3.Занятие для меня показался

коротким / длинным

4.За занятие я

не устал / устал

5.Мое настроение

стало лучше / стало хуже

6.Материал занятия мне был

понятен / не понятен
полезен / бесполезен
интересен / скучен
легким / трудным