1281

УДК 629.331

Новиков, А. И. Конструкция и основы расчета энергетических установок [Эл. ресурс] : методические указания для самостоятельной работы студентов направления подготовки 23.03.03 – Эксплуатация транспортно-технологических машин и комплексов, профиль – Автомобильный сервис / А. И. Новиков; М-во образования и науки РФ, ФГБОУ ВО «ВГЛТУ». – Воронеж, 2016. – 18 с.

Печатается по решению учебно-методического совета ФГБОУ ВО «ВГЛТУ» (протокол № ___ от «___» ___________ 2016 г. )

Рецензент: зав. кафедрой электротехники и автоматики ФГБОУ ВО «Воронежский государственный аграрный университет имени императора Петра I» доктор технических наук, профессор Афоничев Д.Н.

ВВЕДЕНИЕ

Дисциплина «Конструкция и основы расчета энергетических установок» (индекс по учебному плану – Б1.В.ОД.16) относится к вариативной части профессионального цикла дисциплин основной образовательной программы направления подготовки 23.03.03– Эксплуатация транспортно-технологических машин и комплексов (уровень бакалавриата) в соответствии с Федеральным государственным образовательным стандартом высшего образования, утвержденного приказом Министерства образования и науки Российской Федерации 14.12.2015 №1470, и учебным планом направления, утвержденным ректором ВГЛТУ.

Основной целью изучения дисциплины является получение студентами знаний и навыков, позволяющих свободно владеть комплексом эксплуатацион- но-технических требований, предъявляемых к конструкции, рабочим процессам современных энергетических установок (ЭУ) транспортных и транспортнотехнологических машин и оборудования (ТиТТМО).

Самостоятельная работа студентов, предусмотренная учебным планом в объеме одной зачѐтной единицы (36 академических часов), способствует развитию следующих общекультурных (ОК), общепрофессиональных (ОПК) и профессиональных (ПК) компетенций:

–способностью к самоорганизации и самообразованию (ОК-7);

–готовностью применять систему фундаментальных знаний (математических, естественнонаучных, инженерных и экономических) для идентификации, формулирования и решения технических и технологических проблем эксплуатации транспортно-технологических машин и комплексов (ОПК-3);

–способностью разрабатывать и использовать графическую техническую документацию (ПК-8).

1. ФОРМЫ И СОДЕРЖАНИЕ САМОСТОЯТЕЛЬНОЙ РАБОТЫ

1.1. Аудиторная самостоятельная работа

Аудиторная самостоятельная работа (под непосредственным контролем преподавателя) включает в себя:

–Выполнение лабораторных работ, носящих научно-исследовательский характер, под контролем преподавателя.

–Защиту отчетов по лабораторным работам.

–Выполнение тестовых заданий для проверки качества усвоения знаний

ипоследующую самостоятельную работу над указанными преподавателем ошибками в них.

–Самоконтроль и взаимоконтроль выполняемых индивидуальных заданий (оценивание знаний студентов на лабораторных занятиях самими студентами).

1.2. Внеаудиторная самостоятельная работа

Основными формами внеаудиторной самостоятельной работы являются: 1.2.1. Теоретическая подготовка к лабораторным занятиям (на основе ре-

комендованной литературы и информационных ресурсов сети Интернет).

1.2.2. Выполнение заданий для самостоятельной подготовки, включенных в содержание лабораторных работ.

1.2.3. Создание тезауруса курса (тезаурус — специальный тип словаря нормативной лексики с точно определенными связями между терминами).

1.2.4. Выполнение реферата по выбранным темам (см. п. 2.1).

Учебный реферат является самостоятельной научно-исследовательской работой студента, в которой раскрывается суть исследуемой проблемы, излагается собственная точка зрения на нее. Основными свойствами реферата являются: передача ключевой, наиболее важной информации (самых существенных положений, выводов); сжатый, свернутый вид; наличие собственной оценки рассматриваемых положений со стороны студента.

Подготовка рефератов направлена на развитие и закрепление у студентов навыков самостоятельного глубокого, творческого и всестороннего анализа научной, методической и другой литературы по актуальным проблемам дисциплины; на выработку навыков и умений грамотно и убедительно излагать мате-

риал, четко формулировать теоретические обобщения, выводы и практические рекомендации.

Подготовка реферата – один из наиболее сложных видов самостоятельной работы, реферирование приучает студента вдумчиво работать с источниками, ориентироваться в них, выбирая необходимую информацию.

Реферирование - интеллектуальный творческий процесс, включающий осмысление первичного текста, преобразование информации аналитикосинтетическим способом и создание нового (вторичного) текста.

Реферат – адекватное по смыслу изложение содержания первичного текста. Она отражает главную информацию, содержащуюся в первоисточнике, новые сведения, существенные данные. Работа должна быть информативной, отличаться полнотой изложения, объективно передавать содержание первичного текста, корректно оценивать материал, содержащийся в первоисточнике. Реферативная работа может быть репродуктивной, воспроизводящей содержание первичного текста, и продуктивной, содержащей критическое или творческое осмысление реферируемого источника.

Реферат, выполняемый по дисциплине «Применение нанотехнологии в автомобильном транспорте», относится к категории продуктивных, является самостоятельной научно-исследовательской работой студента, в которой раскрывается суть исследуемой проблемы, излагается собственная точка зрения на нее.

Основными свойствами реферата являются:

–передача ключевой, наиболее важной информации (самых существенных положений, выводов);

–сжатый, свернутый вид;

–наличие собственной оценки рассматриваемых положений со стороны студента, отраженных в заключении.

Реферат – результат смысловой переработки прочитанного, поэтому он не должен носить компилятивный характер, состоять из механически скопированных (например, из Интернета) конструкций.

1.2.5. Подготовка аннотированного обзора литературы по заданной теме. Аннотация — сжатая, краткая характеристика книги (статьи или сборни-

ка), ее содержания и назначения. В аннотации перечисляются главные вопросы, проблемы первичного текста, иногда характеризуются его структура, компози-

ция. Как правило, аннотация состоит из простых предложений. Аннотация имеет следующие основные части:

–содержательную характеристику первоисточника, цель автора;

–композицию, структуру первичного текста;

–иллюстративный материал, приведенный в первоисточнике.

Если в процессе самостоятельной работы над изучением теоретического материала возникли проблемы, разрешить которые самостоятельно не удается, необходимо обратиться к преподавателю для получения у него разъяснений или указаний. При этом следует формулировать вопросы максимально конкретно.

2. МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ ПО САМОСТОЯТЕЛЬНОЙ РАБОТЕ СТУДЕНТОВ

Поскольку в рамках аудиторных занятий невозможно охватить дисциплину в полном объеме, на самостоятельное изучение выносится ряд разделов дисциплины. Преподаватель сообщает содержание данных разделов и организует контроль знаний по заявленным темам.

2.1. Темы, выносимые на самостоятельную работу

1.Показатели эффективности циклов энергетических установок.

2.Обратимые термодинамические циклы поршневых и комбинированных энергетических установок.

3.Исследование и оптимизация обратимых термодинамических циклов.

4.Рабочий процесс в поршневых энергетических установках.

5.Цикл Карно.

6.Цикл Отто.

7.Цикл Дизеля.

8.Цикл Тринклера.

9.Цикл Стирлинга.

10.Цикл роторных энергетических установок.

11.Термодинамические циклы комбинированных энергетических установок.

12.Схемы и принципы работы комбинированных энергетических установок. 13.Особенности изменения параметров рабочего тела. Локальные парамет-

ры.

14.Рабочее тело как многофазная среда.

15.Теплофизические свойства компонентов рабочего тела.

16.Релаксация скорости.

17.Релаксация температуры.

18.Реакции сгорания и продукты сгорания.

19.Теплота сгорания горючих смесей.

20.Термодинамические свойства свежего заряда и продуктов сгорания.

21.Периоды газообмена.

22.Термодинамический расчет процессов газообмена в цилиндре.

23.Показатели качества газообмена.

24.Процессы газообмена в четырехтактных энергетических установках.

25.Процессы газообмена в двутактных энергетических установках.

26.Определение параметров газа в период газообмена.

27.Теплообмен и тепловой баланс в процессе сжатия. Определение параметров рабочего тела в конце сжатия.

28.Генерация вихревого движения заряда.

29.Интенсивность вихревого движения заряда и методы ее определения. 30.Интенсивность вихревого движения воздушного заряда в быстроходном

энергетической установке с тангенциальным и спиральным впускными каналами.

31.Камеры сгорания и способы смесеобразования в поршневых энергетических установках.

32.Рабочие процессы гибридных энергетических установок.

33.Впрыскивание топлива: бензиновые энергетические установки.

34.Впрыскивание топлива: дизельные энергетические установки. 35.Впрыскивание топлива: основные характеристики, влияние на эффектив-

ные и экологические показатели. 36.Теория распада струи жидкого топлива.

37.Вторичное дробление и оптимальные размеры капель.

38.Топливный факел как статистический ансамбль капель различных размеров.

39.Средний диаметр капель топлива.

40.Динамика топливного факела.

41.Некоторые особенности испарения топлива.

42.Нестационарная диффузия паров топлива.

43.Подобие процессов тепло- и массообмена. Стефанов поток. 44.Испарение капель топлива в объеме камеры сгорания.

45.Испарение капель топлива на нагретой поверхности стенки камеры сгорания.

46.Расчет пограничного слоя при наличии топливной пленки.

47.Понятие горения. Скорость химической реакции. Закон действующих масс.

48.Тепловой эффект химической реакции. Закон Гесса.

49.Коэффициент молекулярного изменения и его зависимость от способа смесеобразования.

50.Влияние температуры на тепловой эффект реакции.

51.Определение константы скорости реакции на основе теории МаксвеллаБольцмана.

52.Механизм и кинетика цепных химических реакций.

53.Образование токсичных веществ.

54.Высоко-и низкотемпературное воспламенение. Химическая задержка воспламенения.

55.Время задержки воспламенения.

56.Основные факторы, влияющие на задержку воспламенения.

57.Роль химических и физических процессов в задержке воспламенения. 58.Полуэмпирические формулы для расчета времени задержки воспламене-

ния.

59.Определение времени задержки воспламенения на основе уравнения сохранения энергии.

60.Теория теплового взрыва. Теория зажигания.

61.Экспериментальное исследование задержки воспламенения для различных топлив.

62.Основные виды тепловыделения.

63.Расчет тепловыделения на основе бимолекулярной реакции.

64.Полуэмпирические зависимости для расчета скорости тепловыделения. 65.Расчет тепловыделения на основе теории цепных реакций. Закон Вибе. 66.Моделирование процесса сгорания с учетом процессов испарения, диф-

фузии и химического преобразования.

67.Бензиновые энергетические установки с непосредственным впрыскиванием топлива: особенности рабочего процесса, процесс смесеобразования.

68.Бензиновые энергетические установки с непосредственным впрыскиванием топлива: способы расслоения заряда, организация рабочего процесса.

69.Бензиновые энергетические установки с непосредственным впрыскиванием топлива: расчет рабочего процесса, топливная экономичность и экологические показатели.

70.Бензиновые энергетические установки с непосредственным впрыскиванием топлива: проблемы усовершенствования и перспективы развития.

71.Дизельные энергетические установки с непосредственным впрыскиванием топлива: особенности организации рабочего процесса.

72.Дизельные энергетические установки с непосредственным впрыскиванием топлива: анализ топливной экономичности и экологических показателей.

73.Моделирование рабочего процесса в поршневых энергетических установках: однозонная модель.

74.Моделирование рабочего процесса в поршневых энергетических установках: двухзонная модель.