เอกสารประกอบการสอนเครืองยนต์สันดาปภายใน

253 แผนการสอน หน่วยที่6 หน้าที่ 4 วิชา งานเครื่องยนต์สันดาปภายใน สอนคร้ังที่13 ชื่อหน่วยวัฏจักรดีเซล จ านวน 3 ชวั่ โมง งานที่ทา ในหน่ึงรอบวฏัจกัรคา นวณไดด้งัน้ี กระบวนการ 2 – 3 และ 3 –4 เป็ นการขยายตัว งานที่ได้เป็ น + กระบวนการ 1 – 2 เป็ นการวัดตัว งานที่เกิดข้ึน – งานสุทธิใน 1 วัฏจักร = ผลบวกของงานที่เกิดข้ึนระหวา่งกระบวนการ Wnet = พ้ืนที่ไดเ้ส้น 2 – 3 + พ้ืนที่ใตเ้ส้น 3 –4 พ้ืนที่ใตเ้ส้น 1 – 2 =P2 (V3 – V2 ) + 1 P P P V 3 3 4 4 - r 1 P V P V 2 2 2 2 Wnet = P2 (V3 – V2 ) + r 1 (P V P V ) (P V P V 3 3 4 4 2 2 1 1 = m R (T3 – T2 ) + r 1 mR [(T3 – T4 ) – (T2 – T1 )] Wnet = m R (T3 – T2 ) + r 1 (T T ) (T T ) 3 4 2 1 หรือจะหางานได้จาก งานที่ท า = ความร้อนที่ได้รับ –ความร้อนภายนอก ความร้อนที่ไดร้ับเกิดในกระบวนการ 2 – 3 qin = Cp (T3 – T2 ) ดงัน้นั Wnet= m Cp (T3 – T2 ) - m Cv (T4 – T1 ) ------- 3 หรือจะหางานได้อีกวิธีหนึ่ง คือ ประสิทธิภาพเชิงความร้อน th = Wnet qin Wnet = ความร้อนที่ได้รับ th Wnet = m Cp (T3 – T2 ) th ------------- 4

254 แผนการสอน หน่วยที่6 หน้าที่ 5 วิชา งานเครื่องยนต์สันดาปภายใน สอนคร้ังที่13 ชื่อหน่วยวัฏจักรดีเซล จ านวน 3 ชวั่ โมง การหาประสิทธิภาพเชิงความร้อน th = 1 – ความร ้ อนท ี่ ่ไดร ้ บ ั ความร ้ อนท ี่ ่ ระบายออก = 1 – mC (T T ) mC (T T ) p 3 2 v 4 1 th = 1 – r (T T ) (T T ) 3 2 4 1 ------------- 5 ซ่ึงเป็นค่าประสิทธิภาพเชิงความร้อนในเทอมอุณหภูมิแทนค่าอุณหภูมิเหล่าน้ีในเทอมของอุณหภูมิลง ในสมการ 5 จะได้ th = 1 – r ( T r T r ) .T T r 1 1 v r 1 1 v 1 1 r = 1 – r T.r ( 1) T ( 1) r 1 v r 1 th = 1 – r r ( 1) r 1 v 1 ------------- 6 สา หรับช่วง Constont pressure process 2 – 3 qin = h3 – h2 สา หรับในช่วง Constraint Volume procure 4 – 1 qout = U4 – U1

255 แผนการสอน หน่วยที่6 หน้าที่ 6 วิชา งานเครื่องยนต์สันดาปภายใน สอนคร้ังที่13 ชื่อหน่วยวัฏจักรดีเซล จ านวน 3 ชวั่ โมง ตวัอยา่งที่ 6.2เครื่องยนตด์ีเซลมาตรฐานอากาศมีอตัราส่วนการอดัเท่ากบั 18 : 1และอตัราส่วนคตัออฟ2:1 กา หนดใหท้ ี่จุดเริ่มตน้จงัหวะอดัอากาศมีอุณหภูมิ26.8 °Cและความดนัเท่ากบั 93 kpa ก. อุณหภูมิสูงสุด ข. ความร้อนป้ อนเข้า P V 2 3 4 1 qout qin Vmin V3 Vmax S= S= ( ) P-V rv = 18 , rc = 2 , T1= 26.8+273.2 = 300 K , P1= 93 kpa กระบวนการ (1-2) เป็ นกระบวนการอัดตัวแบบไอเซนทรอปิ ก T2 = T1 V1k−1 V2 = T1 (rv)k-1 = 293.2 K (20)0.4 = 971.7 K -273 = 698.5 °C ตอบ P2 P1 = rv K P2 = P1 (rv ) k = 93 kpa (18)1.4 = 5319.42 kpaหรือ 5.319 Mpa

256 แผนการสอน หน่วยที่6 หน้าที่ 7 วิชา งานเครื่องยนต์สันดาปภายใน สอนคร้ังที่13 ชื่อหน่วยวัฏจักรดีเซล จ านวน 3 ชวั่ โมง กระบวนการ (2-3) เป็ นกระบวนการรับความร้อนภายใต้ความดันคงที่ P2V2 T2 = P3V3 T3 V2 T2 = V3 T3 T3 = V3T2 V2 = 2 (953.2 K) = 1906.4 K - 273.2 = 1633.2 °C qin = Cp (T3 -T2 ) = 1.0035 kJ/kg.K (1633.2 – 953.3 ) K = 682.279 kJ/kg ตอบ กระบวนการ (3-4) เป็ นกระบวนการขยายตัวแบบไอเซนทรอปิ ก T4 = T3( rck−1 rv ) = 1906.4 K( 2 0.4 18 ) = 791.6 K-273 = 518.42 °C ตอบ กระบวนการ (4-1) เป็นกระบวนการถ่ายความร้อนทิ้งภายใตป้ริมาตรคงที่ qout = Cv(T4-T1) = 0.7165 kJ/kg.K (791.6 – 300) K = 352.22 kJ/kg ตอบ งานสุทธิของวัฏจักร Wnet = qin - qout = 682.27 - 352.22 kJ/kg = 330.05 kJ/kg ตอบ

257 แผนการสอน หน่วยที่6 หน้าที่ 8 วิชา งานเครื่องยนต์สันดาปภายใน สอนคร้ังที่13 ชื่อหน่วยวัฏจักรดีเซล จ านวน 3 ชวั่ โมง ประสิทธิภาพทางความร้อนของวัฏจักร th, Otto = Wnet qin = 330.05 kJ/kg 682.27 kJ/kg = 0.483 (48.3 %) ตอบ ความดันยังผลเฉลี่ยของวัฏจักร V1 = RT1 P1 = (0.287 kJ kg.K ) (300 K) 93 kPa = 0.925 m 3 /kg ตอบ V2 = V1 rv = 0.925 m3 /kg 18 = 0.051 m 3 /kg ตอบ mep = Wnet V1−V2 = 330.05kJ/kg 0.925−0.051 m3 /kg = 377.63 kPa ตอบ

258 แผนการสอน หน่วยที่6 หน้าที่ 9 วิชา งานเครื่องยนต์สันดาปภายใน สอนคร้ังที่13 ชื่อหน่วยวัฏจักรดีเซล จ านวน 3 ชวั่ โมง แบบฝึ กหัด วฎัจกัรดีเซลมาตรฐานอากาศ มีอตัราส่วนการอดัเท่า 20:1 อุณหภูมิสูงสุดและต่า สุดเท่ากบั 1500 °C กบั 20 °Cและ ความดนัสูงสุดของวฏัจกัรเท่ากบั 50 bar ก. ความร้อนที่ป้ อนเข้าของวัฏจักร ข. ความร้อนที่คายออกของวัฏจักร ค. ประสิทธิภาพทางความร้อนของวัฏจักร ง. ความดันยังผลเฉลี่ยของวักจักร

259 แผนการสอน หน่วยที่ 6 หน้าที่ 10 วิชา งานเครื่องยนต์สันดาปภายใน สอนคร้ังที่12 ชื่อหน่วยวัฏจักรดีเซล จ านวน 3 ชวั่ โมง เฉลยแบบฝึ กหัด วฎัจกัรดีเซลมาตรฐานอากาศ มีอตัราส่วนการอดัเท่า 20:1อุณหภูมิสูงสุดและต่า สุดเท่ากบั 1500 °Cกบั 20 °Cและ ความดนัสูงสุดของวฏัจกัรเท่ากบั 50 bar ก.ความร้อนที่ป้ อนเข้าของวัฏจักร ข.ความร้อนที่คายออกของวัฏจักร ค.ประสิทธิภาพทางความร้อนของวัฏจักร ง.ความดันยังผลเฉลี่ยของวักจักร ก) ความร้อนที่ป้ อนเข้าของวัฏจักร Cp = 1.0035 kJ/kg.K , Cv = 0.7165 kJ/kg.K R = 0.285 kJ/kg.Kและ K = 1.4 โดยที่ P2= P3= 50 bar , T1= 20 + 273.2 = 293.2 K , T3= 1500 + 273.2 = 1773.2 K, rv = 20 P V 2 3 4 1 qout qin Vmin V3 Vmax S= S= ( ) P-Vกระบวนการ (1-2) เป็ นกระบวนการอัดตัวแบบไอเซนทรอปิ ก T2 = T1 V1k−1 V2 = T1 (rv)k-1 = 293.2 K (20)0.4 = 971.7 K -273 = 698.5 °C ตอบ

260 แผนการสอน หน่วยที่ 6 หน้าที่ 11 วิชา งานเครื่องยนต์สันดาปภายใน สอนคร้ังที่13 ชื่อหน่วยวัฏจักรดีเซล จ านวน 3 ชวั่ โมง กระบวนการ (2-3) เป็ นกระบวนการรับความร้อนภายใต้ความดันคงที่ qin = Cp (T3 -T2 ) = 1.0035 kJ/kg.K (1773.2 – 971.7 ) K = 804.21 kJ/kg ตอบ กระบวนการ (3-4) เป็ นกระบวนการขยายตัวแบบไอเซนทรอปิ ก rc = V3 V2 = T3 T2 = T3 T2 = 1773.2 K 971.7 K = 1.82 T4 = T3( rck−1 rv ) = 1773.2 K( 1.820.4 20 ) = 679.7 K-273 = 406.5 °C ตอบ กระบวนการ (4-1) เป็นกระบวนการถ่ายความร้อนทิ้งภายใตป้ริมาตรคงที่ qout = Cv (T4 -T1 ) = 0.7165 kJ/kg.K (679.7 – 293.2) K = 276.9 kJ/kg ตอบ งานสุทธิของวัฏจักร Wnet = qin - qout = 804.21 - 276.98 kJ/kg = 527.23 kJ/kg ตอบ ประสิทธิภาพทางความร้อนของวัฏจักร th, Otto = Wnet qin = 527.23 kJ/kg 804.21 kJ/kg = 0.655 (65.55 %) ตอบ

261 แผนการสอน หน่วยที่ 6 หน้าที่ 12 วิชา งานเครื่องยนต์สันดาปภายใน สอนคร้ังที่13 ชื่อหน่วยวัฏจักรดีเซล จ านวน 3 ชวั่ โมง ความดันยังผลเฉลี่ยของวัฏจักร P2 P1 = rv K P1 = P2 rv1.4 = 50 201.4 = 0.754 bar V1 = RT1 P1 = (0.287 kJ kg.K ) (293.2 K) 50 102kPa = 1.116 m 3 /kg ตอบ V2 = V1 rv = 1.116 m3 /kg 20 = 0.055 m 3 /kg ตอบ mep = Wnet V1−V2 = 527.23 kJ/kg 1.116−0.055 m3 /kg = 504.52 kPa ตอบ

262 บันทกึผลหลงัการจัดการเรียนรู้แบบมุ่งเน้นสมรรถนะอาชีพและบูรณาการตามหลกัปรัชญาของเศรษฐกจิพอเพียง/ ผล 5 มิติ / นโยบาย 3 D และ 11 ดี 11 เก่ง รายการ ระดับการปฏิบัติ 5 4 3 2 1 ด้านการเตรียมการสอน 1.จดัหน่วยการเรียนรู้ไดส้อดคลอ้งกบัวตัถุประสงคก์ารเรียนรู้ 2.กา หนดเกณฑก์ารประเมินครอบคลุมท้งัดา้นความรู้ดา้นทกัษะและดา้นจิตพิสัย 3. เตรียมวัสดุ-อุปกรณ์สื่อ นวตักรรม กิจกรรมตามแผนการจดัการเรียนรู้ก่อนเขา้สอน ด้านการจัดกจิกรรมการเรียนรู้ 4. มีวธิีการนา เขา้สู่บทเรียนที่น่าสนใจ 5. มีกิจกรรมที่หลากหลายเพื่อช่วยใหผ้เู้รียนเกิดการเรียนรู้ความเขา้ใจ 6.จดักิจกรรมที่ส่งเสริมใหผ้เู้รียนคน้ควา้เพื่อหาคา ตอบดว้ยตนเอง 7. นกัเรียนมีส่วนร่วมในการจดักิจกรรมการเรียนรู้ 8.จดักิจกรรมที่เนน้กระบวนการคิด (คิดวเิคราะห์คิดสังเคราะห์คิดสร้างสรรค์) 9.กระตุน้ ใหผ้เู้รียนแสดงความคิดเห็นอยา่งเสรี 10. จดักิจกรรมการเรียนรู้ที่เชื่อมโยงกบัชีวิตจริงโดยนา ภูมิปัญญา/บูรณาการเขา้มามีส่วนร่วม 11.จดักิจกรรมโดยสอดแทรกคุณธรรม จริยธรรม 12. มีการเสริมแรงเมื่อนักเรียนปฏิบัติ หรือตอบถูกต้อง 13. มอบหมายงานให้เหมาะสมตามศักยภาพของผู้เรียน 14. เอาใจใส่ดูแลผเู้รียน อยา่งทวั่ถึง 15. ใชเ้วลาสอนเหมาะสมกบัเวลาที่กา หนด ด้านสื่อ นวตักรรม แหล่งการเรียนรู้ 16. ใชส้ื่อที่เหมาะสมกบักิจกรรมและศกัยภาพของผเู้รียน 17. ใชส้ื่อแหล่งการเรียนรู้อยา่งหลากหลายเช่น บุคคล สถานที่ของจริง เอกสาร สื่ออิเล็กทรอนิกส์ และอินเทอร์เน็ต เป็ นต้น ด้านการวัดและประเมินผล 18.ผเู้รียนมีส่วนร่วมในการกา หนดเกณฑก์ารวดัและประเมินผล 19. ประเมินผลอยา่งหลากหลายและครบท้งัดา้นความรู้ทกัษะและจิตพิสัย 20. ครูผเู้รียน ผปู้กครอง หรือผทู้ี่เกี่ยวขอ้งมีส่วนร่วม ในการประเมิน หมายเหตุระดับการปฏิบัติ5= ปฏิบัติดีเยี่ยม 4= ปฏิบัติดี 3= ปฏิบัติพอใช้ 2 =ควรปรับปรุง 1 = ไม่มีการปฏิบตัิ รวม ค่าเฉลี่ย

263 บันทึกหลังสอนปัญหา และแนวทางแก้ปัญหา ปัญหาที่พบ แนวทางแก้ปัญหา ด้านการเตรียมการสอน …………………………………………………….. …………………………………………………….. …………………………………………………….. …………………………………………………….. ……………………………………………………. …………………………………………………….. …………………………………………………….. …………………………………………………….. ด้านการจัดกจิกรรมการเรียนรู้ …………………………………………………….. …………………………………………………….. …………………………………………………….. …………………………………………………….. …………………………………………………….. …………………………………………………….. …………………………………………………….. …………………………………………………….. ด้านสื่อ นวตักรรม แหล่งการเรียนรู้ …………………………………………………….. …………………………………………………….. …………………………………………………….. …………………………………………………….. …………………………………………………….. …………………………………………………….. …………………………………………………….. …………………………………………………….. ด้านการวัดและประเมินผล …………………………………………………….. …………………………………………………….. …………………………………………………….. …………………………………………………….. …………………………………………………….. …………………………………………………….. …………………………………………………….. …………………………………………………….. ด้านอื่นๆ (โปรดระบุเป็ นข้อๆ) …………………………………………………….. …………………………………………………….. …………………………………………………….. …………………………………………………….. …………………………………………………….. …………………………………………………….. ลงชื่อ ........................................................................ครูผู้สอน (....................................................................) ตา แหน่ง ....................................................................... ............../.................................../...................

264 บันทึกการนิเทศและติดตาม วัน-เดือน-ปี เวลา รายการนิเทศและติดตาม ชื่อ-สกุล ผู้นิเทศ ต าแหน่ง

265 สัปดาห์ที่ 14 หน่วยที่ 8 เรื่อง วัฎจักรดีเซล (Diesil Cycle)(ต่อ)

266 แผนการจัดการเรียนรู้แบบม่งเน้นสมรรถนะอาชีพุ และบูรณาการตามหลักปรัชญาของเศรษฐกิจพอเพียง / ผล 5 มิติ / นโยบาย 3 D และ 11 ดี 11 เก่ง วิชา งานสันดาปภายใน ชื่อหน่วย วัฏจักรดีเซล รหัสวิชา 30137-1001 หน่วยที่ 8 ชื่อเรื่อง จ านวน 3 ชั่วโมง 8.1 กระบวนการอัดตัวแบบไอเซนทรอปิ ก 8.2 กระบวนการความดันคงที่ 8.3 กระบวนการขยายตัวแบบไอเซนทรอปิ ก 8.4 กระบวนการปริมาตรคงที่ 1. สาระส าคัญ 1.กระบวนการอัดตัวแบบไอเซนทรอปิ ก ตามกฎ PVk = C ความดันเนื่องจาก P1 เป็ น P2 ปริมาตรลดลงจาก V1 เป็ น V2 อุณหภูมิสูงขึ้นจาก T1 เป็ น T2 เอนโทรปี คงที่ S1 เท่ากบ ั S2= C 2.กระบวนการความดันคงที่ ความดันที่ P2= P3 อุณหภูมิเพิ่มขึ้นจาก T2 เป็ น T3 เอนโทรปี เพิ่มจาก S2 เป็ น S3 3. กระบวนการขยายตัวแบบไอเซนทรอปิ ก ความดันจะลดลงจาก P3 เป็ น P4 อุณหภูมิลดลงจาก T3 เป็ น T4 ปริมาตรเพิ่มจาก V3 เป็ น V4 เอนโทรปี คงที่ S3 เท่ากบ ั S4 4.กระบวนการปริมาตรคงที่ ปริมาตรคงที่เท่ากบ ั V4 เท่ากบ ั V1อุณหภูมิลดลงจาก T4 เป็ น T1ความดันลดลง จาก P4 เป็ น P1 เอนโทรปี ลดลงจาก S4 เป็ น S1 2. สมรรถนะประจ าหน่วยการเรียนรู้ 1.อธิบายกระบวนการต่างๆของวัฎจักรดีเซล ได้อยางถูกต้อง ่ 2.สามารถค านวณหาค่าความร้อนของวัฎจักรได้อยางถูกต้อง ่ 3.สามารถค านวณหาค่างานของวัฎจักรได้อยางถูกต้อง ่ 4.สามารถค านวณหาค่าประสิทธิภาพของวัฎจักรได้อยางถูกต้อง ่ 5.มีความรับผิดชอบ ตามงานที่มอบหมาย (บูรณาการปรัชญาเศรษฐกิจพอเพียง)

267 3. จุดประสงค ์ การเรียนรู้ 3.1 จุดประสงค์ทั่วไป 1.อธิบายกระบวนการต่างๆของวฎัจกัรดีเซลไดอ้ยา่งถูกตอ้ง 2.สามารถคา นวณหาค่าความร้อนของวฎัจกัรไดอ้ยา่งถูกตอ้ง 3.สามารถคา นวณหาค่างานของวฎัจกัรไดอ้ยา่งถูกตอ้ง 4.สามารถคา นวณหาค่าประสิทธิภาพของวฎัจกัรไดอ้ยา่งถูกตอ้ง 5.มีความรับผิดชอบ ตามงานที่มอบหมาย (บูรณาการปรัชญาเศรษฐกิจพอเพียง) 3.2 จุดประสงค์เชิงพฤติกรรม 1.สามารถค านวณหาความร้อนถ่ายเท่เข้าของวัฎจักรดีเซล ไดอ้ยา่งถูกตอ้ง 2.สามารถค านวณหาค่าของงานของวัฎจักรดีเซล ไดอ้ยา่งถูกตอ้ง 3.สามารถคา นวณหาค่าประสิทธิภาพของวฎัจกัรไดอ้ยา่งถูกตอ้ง 4.สามารถคา นวณหาอตัราส่วนการอดัของวัฏจักรไดอ้ยา่งถูกตอ้ง 5.มีความรับผิดชอบ ตามงานที่มอบหมาย (บูรณาการปรัชญาเศรษฐกิจพอเพียง) 4. เนื้อหาสาระการสอน/การเรียนรู้ 4.1 ด้านความรู้ -กระบวนการสันดาปภายในของวัฎจักรดีเซล 4.2 ด้านทักษะหรือปฏิบัติ - การค านวณกระบวนการสันดาปภายในของวัฎจักรดีเซล 4.3 ด้านคุณธรรม/จริยธรรม/จรรยาบรรณ/บูรณาการเศรษฐกจิพอเพยีง - ความมีวินัย : การแต่งกาย, การตรงต่อเวลา - ความรับผิดชอบ : ทา งานเสร็จทนัตามเวลาที่กา หนด - ความสนใจใฝ่ รู้ : มีความสนใจในการหาความรู้เพิ่มเติม , การกระตือรือร้นที่จะเรียนรู้ - ความมีมนุษย์สัมพันธ์ : ยอมรับความคิดเห็นผู้อื่น - ความอดทน อดกล้นั : มีสติควบคุมอารมณ์ได้ดี - ความซื่อสัตย์สุจริต : ไม่นา ผลงานผอู้ื่นมาแอบอา้งเป็นของตน - การประหยัด : ใชว้สัดุที่เหมาะสมกบังาน , ปิดไฟฟ้า ทุกคร้ังที่เลิกใช้ - ความกตัญญูกตเวที : อาสาช่วยเหลือและถือของช่วยครู–อาจารย์

268 5. กิจกรรมการเรียนการสอนหรือการเรียนรู้ ขั้นตอนการสอนหรือกจิกรรมครูข้ันตอนการเรียนหรือกจิกรรมของผู้เรียน ข้ันน าเข้าสู่บทเรียน (10 นาที ) 1. นักเรียนรู้จักการสันดาปภายในหรือไม่ ขั้นการสอน (60 นาที) 1. ครูอธิบายกระบวนการอัดตัวแบบไอเซนทรอปิ ก อยใู่นจงัหวะอดัของวัฎจักรดีเซล 2. ครูอธิบายกระบวนการความดันคงที่ของวัฎจักร ดีเซล 3. ครูเขียนสมกระบวนการอัดตัวแบบไอเซนทรอปิ ก อยใู่นจงัหวะอดัของวัฎจักรดีเซล 4. ครูสาธิตตวัอยา่งกระบวนการอัดตัวแบบไอเซน ทรอปิ ก อยใู่นจงัหวะอดัของวัฎจักรดีเซล 5. ครูเปิ ดโอกาสให้ชักถามข้อสงสัย ขั้นพยายาม (80 นาที) 1. ครูให้นักศึกษาฝึ กเขียนสมการและวาดแผนภาพ ของวัฎจักรดีเซล 2. ครูให้ท าแบบทดสอบที่ 8.1 จ านวน 1 ข้อ ข้ันสรุป ( 30 นาที ) 1. ครูให้ท าแบบทดสอบ 2. ครูเฉลยแบบทดสอบ 3. ครูสรุปเน้ือหาเพิ่มเติม 1. ผเู้รียนท้งัช้นัแสดงความคิดเห็นตามหวัขอ้ที่ครูชกั ถาม 1. ผู้เรียนต้งัใจฟังการบรรยายและจดบนัทึกเน้ือหาจาก คา บรรยายใส่สมุด 2. ผู้เรียนต้งัใจฟังการบรรยายและจดบนัทึกเน้ือหาจาก คา บรรยายใส่สมุด 3. ผู้เรียนต้งัใจฟังการบรรยายและจดบนัทึกเน้ือหาจาก คา บรรยายใส่สมุด 4. ผู้เรียนต้งัใจฟังการบรรยายและจดบนัทึก 5. ผู้เรียนซักถามข้อสงสัย 1. ผู้เรียนฝึ กเขียนสมการและวาดแผนภาพของวัฏจักร ดีเซล 2. ผู้เรียนท าแบบทดสอบที่ 8.1 จ านวน 1 ข้อ 1. ผู้เรียนน าแบบทดสอบส่ง 2. ผู้เรียนทราบเฉลย 3. ผเู้รียนท้งัหมดต้งัใจฟัง

269 6. สื่อการเรียนการสอน/การเรียนรู้ 6.1 สื่อสิ่งพิมพ์ - หนังสืองานสันดาปภายใน - เอกสารประกอบการสอน - แบบทดสอบ 1 ข้อ 6.2 สื่อโสตทัศน์ - 6.3 สื่อของจริง - 7. แหล่งการเรียนการสอน/การเรียนรู้ 7.1 ภายในสถานศึกษา - ตึกวิทยบริการ - หอ้งสมุดชมรมวชิาชีพช่างยนต์ - ห้อง Internet ช่างยนต์ 7.2 ภายนอกสถานศึกษา - ห้องสมุดมหาวิทยาลัยมหาสารคาม - ห้องสมุดมหาวิทยาลัยราชภัฎมหาสารคาม - ร้าน Internet 8. งานที่มอบหมาย 8.1 ก่อนเรียน - 8.2 ขณะเรียน - ให้ผู้เรียนจดค าอธิบาย ประกอบการบรรยายของครู - ให้ผู้เรียนท าแบบฝึ กหัด

270 8.3 หลังเรียน - ให้ผู้เรียนเฉลยแบบทดสอบ - ให้ผู้เรียนไปศึกษา เรื่องของวัฎจักรดีเซลมาล่วงหนา้ 9. ผลงาน/ชิ้นงาน ทเี่กดิจากการเรียนรู้ของผู้เรียน - 10. เอกสารอ้างอิง ชนะชัย กสิภาร์. เครื่องยนต์สันดาปภายใน. พิมพ์ครั้งที่8, กรุงเทพฯ: โรงพิมพ์ชวนพิมพ์ มนตรี พิรุณเกษตร. เทอร์โมไดนามิกส์.พิมพ์ครั้งที่2, กรุงเทพฯ: วิทย์พัฒน์ รุ่งสุรีย์ใจเขื่อนแกว้. เครื่องยนต์สันดาปภายในและภายนอก. พิมพ์ครั้งที่7,กรุงเทพฯ: ซีเอด็ยูเคชั่น วินิจ นิวาศะบุตร.การวเคราะการสันดาป. พิมพ์ครั้งที่7,กรุงเทพฯ: โรงพิมพ์เจริญธรรม,2527 ศรีณรงค์ ตู้ทองค า. ค่าคงที่สากลของก๊าซ. พิมพ์ครั้งที่5,กรุงเทพฯ: ส านักพิมพ์พี.เอ็ด,2524 11. การบูรณาการ/ความสัมพนัธ ์ กบัรายวชิาอน ื่ วิชา เทอร์โมไดนามิกส์ 12. หลักการประเมินผลการเรียน 12.1 ก่อนเรียน - สังเกตจากค าถาม ของผู้เรียน 12.2 ขณะเรียน - สังเกตจากค าถาม ของผู้เรียน 12.3 หลังเรียน - แบบทดสอบ

271 13. รายละเอียดการประเมินผลการเรียน 13.1 คะแนนระหว่างภาคเรียน ร้อยละ 80 ได้จาก - แบบทดสอบหลังเรียน ร้อยละ 20 - ใบงาน ร้อยละ 20 - การปฏิบตัิงานกลุ่ม ร้อยละ 30 - แบบฝึ กหัด ร้อยละ 10 13.2 คะแนนคุณธรรมและ จริยธรรม ร้อยละ 20 ได้จาก - ความตรงต่อเวลา ร้อยละ 5 - ความมีระเบียบ วินัย ร้อยละ 5 - ความรับผิดชอบ ร้อยละ 5 - ความซื่อสัตย์ ร้อยละ 5 การประเมินผล น าคะแนนที่ได้จากการวัดผลมาประเมิน โดยยึดหลักเกณฑ์การประเมินผลของวิทยาลัยเทคนิค มหาสารคาม ซ่ึงกา หนดดงัน้ี อัตราคะแนน ระดับคะแนน 80 – 100 4.0 75 – 79 3.5 70 – 74 3.0 65 – 69 2.5 60 – 64 2.0 55 – 59 1.5 50 – 54 1.0 0 – 49 0

272 แผนการสอน หน่วยที่ 8 หน้าที่ 1 วิชา งานเครื่องยนต์สันดาปภายใน สอนคร้ังที่ 12 ชื่อหน่วยวัฏจักรดีเซล จ านวน 3 ชวั่ โมง วัฏจักรดีเซล (Diesel cycle) วฏัจกัรน้ีต้งัเพื่อชื่อตามนกัประดิษฐ์ชื่อ Rudolph Diesel (ค.ศ. 1858 – 1913) ซึ่งได้จดทะเบียน สิทธิบัตรไว้ในเยอรมัน เราได้ประดิษฐ์ระบบการท างานของเครื่องยนต์แบบใช้หัวฉีดส าหรับฉีดน้า เช้ือเพลิง โดย คร้ังแรกใชถ้่านหินเผาไหมภ้ายในกระบอกสูบ แต่ในที่สุดไดเ้กี่ยวมาใชเ้ช้ือเพลิงเหลว ซ่ึงเรียกกนัทวั่ ไปวา่ เครื่องยนตด์ีเซล วฏัจกัรน้ีดา เนินไปดงัน้ี P V 2 3 4 1 qout qin Vmin V3 Vmax S= S= ( ) P-V T S qin qout P = V = 2 3 4 1 ( ) T-Sกระบวนการ 1 – 2 จัดเตรียมอะเดียบาตริก ตามกฎ PVk = C ความดันเนื่องจาก P1 ไปเป็ น P2 อุณหภูมิเริ่มจาก T1 ไปเป็ น T2 ปริมาตรลดลงจาก V1 มาเป็ น เอนโทรบีเพิ่มข้ึนจาก S1 = S2 กระบวนการ 2 – 3 รับความร้อนโดยความดันคงที่ ความดนัคงที่เท่าเดิมที่ P2 = P3 อุณหภูมิเพิ่มข้ึนจาก T2 ไปเป็ น T3 ปริมาตรเพิ่มข้ึนจาก V2 ไปเป็ น V3 เอนโทรบีเพิ่มข้ึนจาก S2 = S3 กระบวนการ 3-4 การขยายตัวแบบไอเซนทรอปิ ก ความดันจะลดลงจาก P3 เป็ น P4 อุณหภูมิลดลงจาก T3 เป็ น T4 ปริมาตรเพิ่มข้ึนจาก V3 เป็ น V4 เอนโทรปี คงที่ S3 เป็ น S4

273 แผนการสอน หน่วยที่ 8 หน้าที่ 2 วิชา งานเครื่องยนต์สันดาปภายใน สอนคร้ังที่ 12 ชื่อหน่วยวัฏจักรดีเซล จ านวน 3 ชวั่ โมง กระบวนการ 4-1 กระบวนการปริมาตรคงที่ ปริมาตรคงที่ V4 เป็ นV1 อุณหภูมิลดลงจาก T4 เป็ น T1 ความดันลดลงจาก P4 เป็ น P1 เอนโทรปี ลดลงจาก S4 เป็ น S1 กระบวนการจดัครบรอบวตัถุจกัรซ่ึงกายกลบัมาอยใู่นสภาวะเดิม จากรูป ถา้ไม่จดัการขยายตวัแก่สภาวะ 4 โดยปล่อยใหก้ารขยายตวัอยา่งสมบูรณ์ถึงสภาวะ 5 แลว้การจะ กลบัมาที่สภายะ 1 ไดก้็ต่อเมื่อระบายความร้อนออกไป ณ ความดนัคงที่ถูก 5 มา 1 กระบวนการน้ีแสดงไวใ้นรูป ดว้ยเส้นประ จากจุด 1 2 3 5 สื่อวฏัจกัรความดนัคงที่และเมื่อสัดส่วน 1 4 5 ออกเสียจะไดเ้ป็นวฏัจกัรดีเซล เมื่อจา เอาวฏัจกัร 1 2 3 4 มาวเิคราะห์โดยสมมติวา่ P1 , V1 และ T1 เป็นตวัที่ทราบค่าแลว้จะไดด้งัน้ี สภาวะ 1 จุดน้ีทราบวา่ P1 , V1 และ T1 แล้ว สภาวะ 2 สมมุติวา่ทราบอตัราส่วนปริมาตร หา T1 = T2 = T1 = T1 …………………….1 เมื่อ อตัราส่วนปริมาตร และ = P2 = P2 = P1 .rv k ……………………….2 สภาวะ 3 เมื่อ P3 = P2 เพราะวา่ความดนัคงที่เท่าเดิม หา T3 = T3 = T2 = T1 rv k-1 T3 = T1 rv k-1 ………………………………….....3

274 แผนการสอน หน่วยที่ 8 หน้าที่ 3 วิชา งานเครื่องยนต์สันดาปภายใน สอนคร้ังที่ 12 ชื่อหน่วยวัฏจักรดีเซล จ านวน 3 ชวั่ โมง เมื่อให้ = ซึ่งเป็ น Cut – off ratio จากขบวนการการ 3-4 ซึ่งเป็ นการขยายตัวแบบอะเดียบาติก ดงัน้นั T4 = T3 = เพราะวา่ (V3= V4 ) = = = β/rv T4 = T3 (β/rv ) k-1 แทนค่า T3 ลงในสมการ T4= T1 (β) k …………4 ความร้อนที่ไดร้ับเกิดจากกระบวน 2-3 Qin= CP (T3 - T2 ) …………….. 5 ความร้นที่คายออกเกิดข้ึนในกระบวนการ 4-1 QOUT = CV ( T4 – T1 ) …………….. 6 จะหางานได้จาก งานที่กระท า = ความร้อนที่ได้รับ –ความร้อนที่คายออก ดงัน้นั WNET = Qin - QOUT ……………… 7

275 แผนการสอน หน่วยที่ 8 หน้า 4 วิชา งานเครื่องยนต์สันดาปภายใน สอนคร้ังที่ 12 ชื่อหน่วย วัฏจักรดีเซล จ านวน 3 ชวั่ โมง ประสิทธิภาพทางความร้อน th = 1 - แทนค่า T1 , T2 , T3 ,T4จากสมการ th = 1 - ประสิทธิภาพทางวามร้อนของวัฎจักรออตโต th = 1 - .................................. 8 จากสมการประสิทธิภาพทางความร้อนของ วัฎจักรอ๊อตโตและประสิทธิภาพทางความร้อนของ วัฎจักรดีเซล ถา้นา มาเปรียบเทียบกนัจะเห็นวา่ “ถา้กา ลงัอดัเท่ากนัวฎัจกัรของออตโตจะมีประสิทธิภาพทางความร้อนสูงกวา่วฎั จักรดีเซล”แต่เพราะเหตุวา่เครื่องยนตด์ีเซล เราสามารถออกแบบใหม้ีกา ลงัอดัไดสู้งกวา่วฎัจกัรออตโต ดงัน้นัจะ เห็นวา่ ประสิทธิภาพทางความร้อนของวฎัจกัรดีเซลจึงสูงพอ ๆ กบัวฎัจกัรของออตโต (เมื่อไม่ถึงกา ลงัอดั)

276 แผนการสอน หน่วยที่ 8 หน้าที่ 5 วิชา งานเครื่องยนต์สันดาปภายใน สอนคร้ังที่ 12 ชื่อหน่วยวัฏจักรดีเซล จ านวน 3 ชวั่ โมง ตัวอย่าง เครื่องยนต์ดีเซลเครื่องหนึ่งดูดอากาศที่ความดัน 1 bar และอุณหภูมิ 15 o C เขา้ไปดว้ยอตัราส่วนการอดั 12:1 ถ้าอุณหภูมิสูงสุดของวัฎจักรเป็ น 1100 o C จงหา ก. งานสุทธิความร้อนที่ได้รับ ข. ประสิทธิภาพทางความร้อน P V 2 3 4 1 qout qin Vmin V3 Vmax S= S= ( ) P-V T S qin qout P = V = 2 3 4 1 ( ) T-S P1 = 1 bar , T1 = 15+273.2 = 288.2 K , rv = 12 T3 = 1100+273.2 = 1373.2 K วิธีท า จากสูตร หา T2 = 288.2 K (12) 0.4 T2 = 778.69 K หา rc rc = = 1373.2 K 778.69 K rc = 1.765 หา T4 T4 = T3 = 1373.2 K (1.765 20) 0.4 T4 = 520.01 K

277 แผนการสอน หน่วยที่ 8 หน้าที่ 6 วิชา งานเครื่องยนต์สันดาปภายใน สอนคร้ังที่ 12 ชื่อหน่วยวัฏจักรดีเซล จ านวน 3 ชวั่ โมง หา Qin Qin = CP (T3 -T2 ) = 1.0035 kJ/kg.K (1373.2 – 788.69 ) K Qin = 569.59 kJ/kg หา QOUT QOUT = CV (T4 -T1 ) = 0.7165 kJ/kg.K (520.01 – 288.2) K QOUT = 166.09 kJ/kg หา WNET WNET = Qin - QOUT = 569.59 - 166.09 kJ/kg WNET = 430.5 kJ/kg หา Th th = = = 0.72 หรือ 72.16 %

278 แผนการสอน หน่วยที่ 8 หน้าที่ 7 วิชา งานเครื่องยนต์สันดาปภายใน สอนคร้ังที่ 12 ชื่อหน่วยวัฏจักรดีเซล จ านวน 3 ชวั่ โมง แบบทดสอบ 1. วฎัจกัรดีเซลมาตรฐานมีอตัราส่วนการอดัเท่ากบั 20:1 อุณหภูมิสูงสุดและต่า สุดของวฎัจกัรเท่ากบั 1500 o C และ 20 o C ตามลา ดบัและความดนัสูงสุดของวฎัจกัรเท่ากบั 50 bar จงหา ก.ประสิทธิภาพทางความร้อน ข.ความดันยังผลเฉลี่ย

279 แผนการสอน หน่วยที่ 8 หน้าที่ 8 วิชา งานเครื่องยนต์สันดาปภายใน สอนคร้ังที่ 12 ชื่อหน่วยวัฏจักรดีเซล จ านวน 3 ชวั่ โมง เฉลยแบบทดสอบ 1.วฎัจกัรดีเซลมาตรฐานมีอตัราส่วนการอดัเท่ากบั 20:1 อุณหภูมิสูงสุดและต่า สุดของวฎัจกัรเท่ากบ ั 1500 o C และ 20 o C ตามลา ดบัและความดนัสูงสุดของวฎัจกัรเท่ากบั 50 bar จงหา ก.ประสิทธิภาพทางความร้อน ข.ความดันยังผลเฉลี่ย P V 2 3 4 1 qout qin Vmin V3 Vmax S= S= ( ) P-V T S qin qout P = V = 2 3 4 1 ( ) T-S rv = 20 T3 = 1500 + 273.2 = 1773.2 K T1 = 20 + 273.2 = 293.2 K P2= P3= 50 bar th = ? mep = ? วิธีท า จากสูตร หา T2 = 293.2 K (20) 0.4 T2 = 971.79 K หรือ=698.59 o C หา rc rc = = 1773.2 K 971.79 K rc = 1.82

280 แผนการสอน หน่วยที่ 8 หน้าที่ 9 วิชา งานเครื่องยนต์สันดาปภายใน สอนคร้ังที่ 12 ชื่อหน่วยวัฏจักรดีเซล จ านวน 3 ชวั่ โมง หา T4 T4 = T3 = 1773.2 K (1.82 20) 0.4 T4 = 679.78 K หรือ = 406.58 o C หา Qin Qin = CP (T3 -T2 ) = 1.0035 kJ/kg.K (1773.2 – 971.79 ) K Qin = 804.21 kJ/kg หา QOUT QOUT = CV (T4 -T1 ) = 0.7165 kJ/kg.K (679.78 – 293.2) K QOUT 276.98 kJ/kg. หา WNET WNET = Qin - QOUT = 804.21 – 276.98 kJ/kg. WNET = 527.23 kJ/kg. หา Th th = = = 0.72 หรือ 72.16 % หา V2 = mRT3 V2 = = V2 = 0.055 rV = V1 = rV V2 = 20 0.055 V1 = 1.1 mep = = 527023 kJ/kg (1.1 – 0.055) mep = 504.52 kpa

281 บันทกึผลหลงัการจัดการเรียนรู้แบบมุ่งเน้นสมรรถนะอาชีพและบูรณาการตามหลกัปรัชญาของเศรษฐกจิพอเพียง/ ผล 5 มิติ / นโยบาย 3 D และ 11 ดี 11 เก่ง รายการ ระดับการปฏิบัติ 5 4 3 2 1 ด้านการเตรียมการสอน 1.จดัหน่วยการเรียนรู้ไดส้อดคลอ้งกบัวตัถุประสงคก์ารเรียนรู้ 2.กา หนดเกณฑก์ารประเมินครอบคลุมท้งัดา้นความรู้ด้านทักษะ และด้านจิตพิสัย 3. เตรียมวัสดุ-อุปกรณ์สื่อ นวตักรรม กิจกรรมตามแผนการจดัการเรียนรู้ก่อนเขา้สอน ด้านการจัดกิจกรรมการเรียนรู้ 4. มีวธิีการนา เขา้สู่บทเรียนที่น่าสนใจ 5. มีกิจกรรมที่หลากหลายเพื่อช่วยใหผ้เู้รียนเกิดการเรียนรู้ความเขา้ใจ 6.จดักิจกรรมที่ส่งเสริมใหผ้เู้รียนคน้ควา้เพื่อหาคา ตอบดว้ยตนเอง 7. นกัเรียนมีส่วนร่วมในการจดักิจกรรมการเรียนรู้ 8.จดักิจกรรมที่เนน้กระบวนการคิด (คิดวเิคราะห์คิดสังเคราะห์คิดสร้างสรรค์) 9.กระตุน้ ใหผ้เู้รียนแสดงความคิดเห็นอยา่งเสรี 10. จดักิจกรรมการเรียนรู้ที่เชื่อมโยงกบัชีวิตจริงโดยนา ภูมิปัญญา/บูรณาการเขา้มามีส่วนร่วม 11.จดักิจกรรมโดยสอดแทรกคุณธรรม จริยธรรม 12. มีการเสริมแรงเมื่อนักเรียนปฏิบัติ หรือตอบถูกต้อง 13. มอบหมายงานให้เหมาะสมตามศักยภาพของผู้เรียน 14. เอาใจใส่ดูแลผเู้รียน อยา่งทวั่ถึง 15. ใชเ้วลาสอนเหมาะสมกบัเวลาที่กา หนด ด้านสื่อ นวัตกรรม แหล่งการเรียนรู้ 16. ใชส้ื่อที่เหมาะสมกบักิจกรรมและศกัยภาพของผเู้รียน 17. ใชส้ื่อแหล่งการเรียนรู้อยา่งหลากหลายเช่น บุคคล สถานที่ของจริง เอกสาร สื่ออิเล็กทรอนิกส์ และอินเทอร์เน็ต เป็ นต้น ด้านการวัดและประเมินผล 18.ผู้เรียนมีส่วนร่วมในการกา หนดเกณฑก์ารวดัและประเมินผล 19. ประเมินผลอยา่งหลากหลายและครบท้งัดา้นความรู้ทักษะ และจิตพิสัย 20. ครูผเู้รียน ผปู้กครอง หรือผทู้ี่เกี่ยวขอ้งมีส่วนร่วม ในการประเมิน หมายเหตุระดับการปฏิบัติ5= ปฏิบัติดีเยี่ยม 4= ปฏิบัติดี 3= ปฏิบัติพอใช้ 2 =ควรปรับปรุง 1 = ไม่มีการปฏิบตัิ รวม ค่าเฉลี่ย

282 บันทึกหลังสอน ปัญหา และแนวทางแก้ปัญหา ปัญหาที่พบ แนวทางแก้ปัญหา ด้านการเตรียมการสอน …………………………………………………….. …………………………………………………….. …………………………………………………….. …………………………………………………….. ……………………………………………………. …………………………………………………….. …………………………………………………….. …………………………………………………….. ด้านการจัดกจิกรรมการเรียนรู้ …………………………………………………….. …………………………………………………….. …………………………………………………….. …………………………………………………….. …………………………………………………….. …………………………………………………….. …………………………………………………….. …………………………………………………….. ด้านสื่อ นวตักรรม แหล่งการเรียนรู้ …………………………………………………….. …………………………………………………….. …………………………………………………….. …………………………………………………….. …………………………………………………….. …………………………………………………….. …………………………………………………….. …………………………………………………….. ด้านการวัดและประเมินผล …………………………………………………….. …………………………………………………….. …………………………………………………….. …………………………………………………….. …………………………………………………….. …………………………………………………….. …………………………………………………….. …………………………………………………….. ด้านอื่นๆ (โปรดระบุเป็ นข้อๆ) …………………………………………………….. …………………………………………………….. …………………………………………………….. …………………………………………………….. …………………………………………………….. …………………………………………………….. ลงชื่อ ........................................................................ครูผู้สอน (....................................................................) ตา แหน่ง ....................................................................... ............../.................................../...................

283 บันทึกการนิเทศและติดตาม วัน-เดือน-ปี เวลา รายการนิเทศและติดตาม ชื่อ-สกุล ผู้นิเทศ ต าแหน่ง

284 สัปดาห์ที่ 15 หน่วยที่ 7 เรื่อง วัฏจักรผสม

285 แผนการจัดการเรียนรู้แบบม่งเน้นสมรรถนะอาชีพุ และบูรณาการตามหลักปรัชญาของเศรษฐกิจพอเพียง / ผล 5 มิติ / นโยบาย 3 D และ 11 ดี 11 เก่ง วิชา งานสันดาปภายใน ชื่อหน่วย วัฏจักรผสม รหัสวิชา 30137-1001 หน่วยที่7 ชื่อเรื่อง จ านวน 3 ชั่วโมง 7.1 กระบวนการ 1-2 เป็ นกระบวนการอัดแบบ Isentropic 7.2 กระบวนการ 2-3 ความร้อนที่ถ่ายเทเข้ากระบอกสูบด้วยกระบวนการปริมาตรคงที่ 7.3 กระบวนการ 3-4 ความร้อนถ่ายเทเข้ากระบอกสูบด้วยกระบวนการความดันคงที่ 7.4 กระบวนการ 4-5 เกิดการขยายตัวแบบ Isentropic ให้กาลังดันลูกสูบลง 7.5 กระบวนการ 5-1 ความร้อนถ่ายเทออกจากระบบ 1. สาระส าคัญ 1. กระบวนการ 1-2 เป็ นกระบวนการอัดตัวแบบ Isentropic ซึ่งตรงกบจังหวัดอัดของเครื่ ั องยนต์สี่จังหวะ 2. กระบวนการ 2-3 เป็ นกระบวนการรับความร้อนภายใต้ปริมาตรคงที่ 3. กระบวนการ 3-4 เป็ นกระบวนการรับความร้อนภายใต้ความดันคงที่ 4. กระบวนการ 4-5 เป็ นกระบวนการอัดตัวแบบ Isentropic ซึ่งตรงกบจังหวะก ั าลังของเครื่องยนต์ สี่จังหวะ 5. กระบวนการ 5-1 เป็ นกระบวนการถ่ายความร้อนทิ้งภายใต้ปริมาตรคงที่ซึ่งตรงกบจังหวะคายความร้อน ั ของเครื่องยนต์สี่จังหวะ 2. สมรรถนะประจ าหน่วยการเรียนรู้ 1. อธิบายความหมายกระบวนการต่างๆ ของวัฏจักรผสมได้อยางถูกต้อง ่ 2. ค านวณหาความร้อนที่ป้ อนข้าระบบของวัฏจักรผสมได้อยางถูกต้อง ่ 3. ค านวณหาความดันสูงสุดของวัฏจักรผสมได้อยางถูกต้อง ่ 4. ค านวณหาอุณหภูมิสูงสุดของวัฏจักรผสมได้อยางถูกต้อง ่ 5. ค านวณหาความร้อนที่คายออกจากระบบของวัฏผสมได้อยางถูกต้อง ่ 6. ค านวณหางานสุทธิของวัฏจักรผสมได้อยางถูกต้อง ่ 7. ค านวณหาประสิทธิภาพทางความร้อนของวัฏจักรผสมได้อยางถูกต้อง ่ 8. ค านวณหาความดันยังผลเฉลี่ยของวัฏจักรผสมได้อยางถูกต้อง ่

286 3. จุดประสงค ์ การเรียนรู้ 3.1 จุดประสงค์ทั่วไป 1. นักศึกษาสามารถอธิบายความหมายกระบวนการต่างๆ ของวฏัจกัรผสมไดอ้ยา่งถูกตอ้ง 2. นักศึกษาสามารถค านวณหาความร้อนที่ป้ อนข้าระบบของวัฏจักรผสมไดอ้ยา่งถูกตอ้ง 3. นักศึกษาสามารถหาค านวณหาความดันสูงสุดของวัฏจักรผสมไดอ้ยา่งถูกตอ้ง 4. นักศึกษาสามารถค านวณหาอุณหภูมิสูงสุดของวัฏจักรผสมไดอ้ยา่งถูกตอ้ง 5. นักศึกษาสามารถค านวณหาความร้อนที่คายออกจากระบบของวัฏผสมไดอ้ยา่งถูกตอ้ 6. นักศึกษาสามารถค านวณหางานสุทธิของวฏัจกัรผสมไดอ้ยา่งถูกตอ้ง 7. นักศึกษาสามารถค านวณหาประสิทธิภาพทางความร้อนของวฏัจกัรผสมไดอ้ยา่งถูกตอ้ง 8. นักศึกษาสามารถค านวณหาความดนัยงัผลเฉลี่ยของวฏัจกัรผสมไดอ้ยา่งถูกตอ้ง 3.2 จุดประสงค์เชิงพฤติกรรม 1. สามารถค านวณหาความร้อนที่ป้ อนข้าระบบของวัฏจักรผสมไดอ้ยา่งถูกตอ้ง 2. สามารถค านวณหาความดันสูงสุดของวัฏจักรผสมไดอ้ยา่งถูกตอ้ง 3. สามรถค านวณหาอุณหภูมิสูงสุดของวัฏจักรผสมได้ไดอ้ยา่งถูกตอ้ง 4. สามรถค านวณหาความร้อนที่คายออกจากระบบของวัฏผสมไดอ้ยา่งถูกตอ้ 5. สามรถค านวณหางานสุทธิของวฏัจกัรผสมไดอ้ยา่งถูกตอ้ง 6. สามรถค านวณหาประสิทธิภาพทางความร้อนของวฏัจกัรผสมไดอ้ยา่งถูกตอ้ง 7. สามรถค านวณหาความดนัยงัผลเฉลี่ยของวฏัจกัรผสมไดอ้ยา่งถูกตอ้ง

287 4. เนื้อหาสาระการสอน/การเรียนรู้ 4.1 ด้านความรู้ -กระบวนการสันดาปภายในของวัฏจักรดีเซล 4.2ด้านทักษะหรือปฏิบัติ - การค านวณหาค่างานสุทธิ, ประสิทธิภาพทางความร้อน ,ความดันยังผลเฉลี่ย 4.3ด้านคุณธรรม/จริยธรรม/จรรยาบรรณ/บูรณาการเศรษฐกจิพอเพยีง - ความมีวินัย : การแต่งกาย , การตรงต่อเวลา -ความรับผิดชอบ : ทา งานเสร็จทนัตามเวลาที่กา หนด - ความสนใจใฝ่ รู้ : มีความสนใจในการหาความรู้เพิ่มเติม , การกระตือรือร้นที่จะเรียนรู้ - ความมีมนุษยสัมพันธ์ : ยอมรับความคิดเห็นผู้อื่น - ความอดทน อดกล้นั : มีสติควบคุมอารมณ์ได้ดี - ความซื่อสัตย์สุจริต : ไม่นา ผลงานผอู้ื่นมาแอบอา้งเป็นของตน - การประหยัด : ใชว้สัดุที่เหมาะสมกบังาน , ปิดไฟฟ้า ทุกคร้ังที่เลิกใช้ - ความกตัญญูกตเวที : อาสาช่วยเหลือและถือของช่วยครู–อาจารย์

288 5. กิจกรรมการเรียนการสอนหรือการเรียนรู้ ข้ันตอนการสอนหรือกจิกรรมครูข้ันตอนการเรียนหรือกจิกรรมของผู้เรียน ข้ันน าเข้าสู่บทเรียน (10 นาที ) 1. ครูทบทวนวัฏจักรดีเซล ขั้นการสอน (60 นาที) 1. ครูวาดแผนภาพและอธิบายความหมาย กระบวนการต่างๆ ของวฏัจกัรผสม 2. ครูเขียนสมการของวัฏจักรผสมพร้อมอธิบาย ความหมาย 3. ครูสาธิตตวัอยา่งของวัฏจักรผสมจ านวน 1 ข้อ 4. ครูเปิ ดโอกาสให้ชักถามข้อสงสัย ขั้นพยายาม(80 นาที) 1. ครูให้นักศึกษาฝึ กปฏิบัติวาดแผนภาพและเขียน สมการของวัฏจักรผสม 2. ครูให้ท าแบบฝึ กหัดที่ 7.1 จ านวน 1 ข้อ ข้ันสรุป ( 30 นาที ) 1. ครูใหส้ ่งฝึ กหัด 2. ครูเฉลยแบบฝึ กหัด 3. ครูสรุปเน้ือหาเพิ่มเติม 1. ผเู้รียนท้งัช้นั แสดงความคิดเห็นตามหัวข้อที่ครู ซักถาม 1. ผู้เรียนต้งัใจฟังการบรรยายและจดบนัทึกเน้ือหาจาก คา บรรยายใส่สมุด 2. ผู้เรียนต้งัใจฟังการบรรยายและจดบนัทึกเน้ือหาจาก คา บรรยายใส่สมุด 3. ผู้เรียนต้งัใจฟังการบรรยายและจดบนัทึกเน้ือหาจาก คา บรรยายใส่สมุด 4. ผู้เรียนซักถามข้อสงสัย 1. ผู้เรียนฝึ กปฏิบัติวาดแผนภาพและเขียนสมการของ วัฏจักรผสม 2. ผู้เรียนท าแบบฝึ กหัดที่ 7.1จ านวน 1ข้อ 1. ผู้เรียนน าแบบฝึ กหัดมาส่ง 2. ผู้เรียนทราบเฉลย 3. ผเู้รียนท้งัหมดต้งัใจฟัง

289 6. สื่อการเรียนการสอน/การเรียนรู้ 6.1 สื่อสิ่งพิมพ์ - หนังสืองานสันดาปภายใน - เอกสารประกอบการสอน 6.2 สื่อโสตทัศน์ - 6.3 สื่อของจริง - 7. แหล่งการเรียนการสอน/การเรียนรู้ 7.1 ภายในสถานศึกษา - ตึกวิทยบริการ - หอ้งสมุดชมรมวชิาชีพช่างยนต์ - ห้อง Internet ช่างยนต์ 7.2 ภายนอกสถานศึกษา - ห้องสมุดมหาวิทยาลัยมหาสารคาม - ห้องสมุดมหาวิทยาลัยราชภัฎมหาสารคาม - ร้าน Internet 8. งานที่มอบหมาย 8.1 ก่อนเรียน - 8.2ขณะเรียน - ให้ผู้เรียนจดค าอธิบาย ประกอบการบรรยายของครู - ให้ผู้เรียนท าแบบทดสอบ

290 8.3หลังเรียน - ให้ผู้เรียนเฉลยแบบทดสอบ - ให้ผู้เรียนไปศึกษา เรื่องวัฏจักรผสมมาล่วงหนา้ 9. ผลงาน/ชิ้นงาน ทเี่กดิจากการเรียนรู้ของผู้เรียน - 10. เอกสารอ้างอิง ชนะชัย กสิภาร์. เครื่องยนต์สันดาปภายใน. พิมพ์ครั้งที่8, กรุงเทพฯ: โรงพิมพ์ชวนพิมพ์ มนตรี พิรุณเกษตร.เทอร์โมไดนามิกส์.พิมพ์ครั้งที่2, กรุงเทพฯ:วิทย์พัฒน์ รุ่งสุรีย์ใจเขื่อนแกว้.เครื่องยนต์สันดาปภายในและภายนอก. พิมพ์ครั้งที่7,กรุงเทพฯ: ซีเอด็ยูเคชั่น วินิจ นิวาศะบุตร.การวเคราะการสันดาป. พิมพ์ครั้งที่7,กรุงเทพฯ:โรงพิมพ์เจริญธรรม,2527 ศรีณรงค์ ตู้ทองค า. ค่าคงที่สากลของก๊าซ.พิมพ์ครั้งที่5,กรุงเทพฯ:ส านักพิมพ์พี.เอ็ด,2524 11. การบูรณาการ/ความสัมพนัธ ์ กบัรายวชิาอน ื่ วิชา เทอร์โมไดนามิกส์ 12. หลักการประเมินผลการเรียน 12.1 ก่อนเรียน - สังเกตจากค าถาม ของผู้เรียน 12.2ขณะเรียน - สังเกตจากค าถาม ของผู้เรียน 12.3หลังเรียน - แบบทดสอบ

291 13. รายละเอียดการประเมินผลการเรียน 13.1คะแนนระหว่างภาคเรียน ร้อยละ 80 ได้จาก - แบบทดสอบหลังเรียน ร้อยละ 20 - ใบงาน ร้อยละ 20 - การปฏิบตัิงานกลุ่ม ร้อยละ 30 - แบบฝึ กหัด ร้อยละ 10 13.2คะแนนคุณธรรมและจริยธรรม ร้อยละ 20 ได้จาก - ความตรงต่อเวลา ร้อยละ 5 - ความมีระเบียบ วินัย ร้อยละ 5 - ความรับผิดชอบ ร้อยละ 5 - ความซื่อสัตย์ ร้อยละ 5 การประเมินผล น าคะแนนที่ได้จากการวัดผลมาประเมิน โดยยึดหลักเกณฑ์การประเมินผลของวิทยาลัยเทคนิค มหาสารคาม ซ่ึงกา หนดดงัน้ี อัตราคะแนน ระดับคะแนน 80 – 100 4.0 75 – 79 3.5 70 – 74 3.0 65 – 69 2.5 60 – 64 2.0 55 – 59 1.5 50 – 54 1.0 0 – 49 0

292 แผนการสอน หน่วยที่7 หน้าที่ 1 วิชา งานเครื่องยนต์สันดาปภายใน สอนคร้ังที่ 15 ชื่อหน่วยวัฏจักรผสม จ านวน 3 ชวั่ โมง วัฏจักรผสม (dual Combustion Cycle) วฏัจกัรก่ึงดีเซลมีลกัษณะผสมของอ๊อตโต และดีเซลวศิวกรผปู้รับปรุงและพฒันาเครื่องน้ีข้ึนมาในปีค.ศ. 1888 คือ Ackroyd และ Stuart โดยพิจารณาเห็นวา่ขอ้จา กดัประสิทธิภาพในเครื่องเบนซินก็คืออตัราส่วนการวดั และเครื่องดีเซลน้นัคือ อตัราส่วนการอดัและ Cut - off ratio จึงพยายามคิดรวมเอาขอ้ไดเ้ปรียบเทียบในท้งัสอง กรณีเขา้ผสมผสานกนั ปรากฏวา่วฏัจกัรดงักล่าวน้ีประสิทธิภาพสูงข้ึนแต่ในทางปฏิบตัิเกิดปัญหาในการก่อสร้าง และการบา รุงรักษา วฏัจกัรน้ีนิยมเรียกดีเซลโฮสปี ด (High Speed Diescl Cycle เพราะกระบวนการป้ อน เช้ือเพลิงใหห้วัฉีดความดนัสูง วฏัจกัรน้ีมีคุณสมบตัิใกลเ้คียงกบัวฎัจกัรจริงของเครื่องยนตท์ ี่ใชน้ ้า มนั โดยเฉพาะ อยา่งยงิ่วฏัจกัร์ดีเซล ท้งันีเพราะวฏัจกัรจริงของเครื่องยนตน์ ้า มนัน้นัเช้ือเพลิงจะเผาที่ปริมาตรเกือบคงที่และการ เผาจะดา เนินไปจนถึงช่วงความดนัเกือบคงที่ P V 3q4 2q3 qout 3 4 5 1 2 V2 = V3 V4 V1 P3 = P4 TDC BDC S= S= ในวฏัจกัรน้ีประกอบดว้ยกระบวนการเปลี่ยนแปลง 5 กระบวนการโดยลา ดบัดงัน้ี กระบวนการ 1-2 เป็ นกระบวนการอัด Isentropic กระบวนการ 2-3 ความร้อนที่ถ่ายเทเขา้กระบอกสูบดว้ยกระบวน ปริมาตรคงที่ กระบวนการ 3-4 ความร้อนถ่ายเทเขา้กระบอกสูบดว้ยกระบวน ความดนัคงที่ กระบวนการ 4-5 เกิดการขยายตวัแบบ Isentropic ใหก้า ลงัดนัลูกสูบลง กระบวนการ 5-1 ความร้อนถ่ายเทออกจากระบบ

293 แผนการสอน หน่วยที่7 หน้าที่ 2 วิชา งานเครื่องยนต์สันดาปภายใน สอนคร้ังที่15 ชื่อหน่วยวัฏจักรผสม จ านวน 3 ชวั่ โมง กระบวนการ 1-2 สมมุติวา่ทราบค่าอตัราส่วนปริมาตร V1 V2 แล้ว T1 T2 = V1 k−1 V2 T2 = T1 V1 k−1 V2 = T1 ( rv k-1 ) ……………………….1 เมื่อ rv = 2 1 V V อตัราส่วนปริมาตร P2 k−1 k P1 = V1 k−1 V2 P2 = P1 V1 k V2 = P1 ( rv k ) ……………………….2 กระบวนการ 2-3 เนื่องจาก V2 = V3 ปริมาตรคงที่ P3 T3 = P2 T2 P3 = P2T3 T2 , T3 = P3T2 P2 ……………………….3 กระบวนการที่ 3-4 เนื่องจาก P3 = P4 เพราะวา่ความดนัคงที่ V4 T4 = V3 T3 แล้ว rc = V4 V3 = T4 T3 T4 = V4T3 V3 = ( rc )T3 ……………………….4

294 แผนการสอน หน่วยที่7 หน้าที่ 3 วิชา งานเครื่องยนต์สันดาปภายใน สอนคร้ังที่ 15 ชื่อหน่วยวัฏจักรผสม จ านวน 3 ชวั่ โมง กระบวนการ 4-5 เป็ นการขยายตัวแบบ Isentropic (S=C) T5 T4 = ( V4 V5 ) k−1 = ( V4 V3 x V3 V4) k−1 = ( rc rv) k−1 T5 = T4 ( rc rv) k−1 ……………………….5 กระบวนการ 5-1 ความร้อนถ่ายเทออกจากระบบปริมาตรคงที่ P5 T5 = P1 T1 P5 = T5P1 T1 ……………………….6 ความร้อนที่ได้จากกระบวนการ 2-3 เป็ นกระบวนการรับความร้อนภายใต้ปริมาตรคงที่ qin23 = cv (T3 -T2 ) ……………………….7 ความร้อนที่ได้จากกระบวนการ 3-4 เป็ นกระบวนการรับความร้อนภายใต้ความดันคงที่ qin34 = cp (T4 -T3 ) ……………………….8 ความร้อนที่ได้จากกระบวนการท้งัหมด qin23 = cv (T3 -T2 ) + qin34 = cp (T4 -T3 ) ……………………….9 ความร้อนที่ถ่ายออกจากกระบวนการ 5-1 เป็นกระบวนการถ่ายความร้อนทิ้งภายใตป้ริมาตรคงที่ qout51 = Cv(T5-T1) ……………………….10

295 แผนการสอน หน่วยที่7 หน้าที่ 4 วิชา งานเครื่องยนต์สันดาปภายใน สอนคร้ังที่ 15 ชื่อหน่วยวัฏจักรผสม จ านวน 3 ชวั่ โมง งานสุทธิใน 1 วัฏจักร Wnet = qin23 + qin34 - qout51 ……………………….11 การหาประสิทธิภาพเชิงความร้อนของวัฏจักร th = Wnet qin ……………………….12 th = 1- qout qin ……………………….13 ความดันยังผลเฉลี่ยของวัฏจักร mep = Wnet V1−V2 ……………………….14 ในที่น้ีกา หนดให้อตัราส่วนการอดั rv = V1 V2 อตัราส่วนคตัออฟ rc = V4 V3 และอตัราส่วนความดนั rp = P3 P2 อตัราส่วนความดนั T3 T2 = P3 P2 = rp ……………………….15 อตัราส่วนคตัออฟ T4 T3 = V4 V3 = rc ……………………….16

296 แผนการสอน หน่วยที่7 หน้าที่ 5 วิชา งานเครื่องยนต์สันดาปภายใน สอนคร้ังที่ 15 ชื่อหน่วยวัฏจักรผสม จ านวน 3 ชวั่ โมง ตัวอย่าง เครื่องแบบลูกสูบชักเครื่องหนึ่งรับอากาศเข้าที่ 95 kpa ,26.8 o C ใหค้วามดนัสูงสุดเท่ากบั8.0 Mpaมี อตัราส่วนการอดัเท่ากบั18:1 จงคา นวณหาประสิทธิภาพทางความร้อนของวฎัจกัรผสมมาตรฐานอากาศ ท้งัน้ี สมมติใหป้ริมาณความร้อนที่อากาศไดร้ับภายไตป้ริมาตรคงที่เท่ากบั ปริมาณความร้อนที่อากาศไดร้ับภายไตค้วาม ดันคงที่ วิธีท า กา หนดค่าความจุความร้อนจา เพาะของอากาศในวฎัจกัรผสมมีค่าคงที่และใชค้่าที่300 K P V 3q4 2q3 qout 3 4 5 1 2 V2 = V3 V4 V1 P3 = P4 TDC BDC S= S= P1 = 95 kpa, P3=P4= 8 Mpa, T1= 300 K, rV = 18, CP= 1.0035 kJ/kg.K, CV = 0.7165 kJ/kg.K กระบวนการ 1-2 เป็ นกระบวนการอัดตัวแบบไอเซนทรอปิ ก T2 = T1 ( V1 V2 ) k−1 T2 = 300 K (18) 0.4 T2 = 953.30 K - 273.2 T2 = 680.1 o C

297 แผนการสอน หน่วยที่ 7 หน้าที่ 6 วิชา งานเครื่องยนต์สันดาปภายใน สอนคร้ังที่ 15 ชื่อหน่วยวัฏจักรผสม จ านวน 3 ชวั่ โมง กระบวนการ 2-3 เป็ นการรับความร้อนภายไต้ปริมาตรคงที่ (V2 = V3 ) P2V2 T2 = P3V3 T3 T3 = ( P3 P2 ) T2 = ( 8000 kpa 5433.81 kpa) (953.3) K T3 = 1403.5 K - 273.2 T3 = 1130.3 o C กระบวนการ3-4 เป็ นการรับความร้อนภายไต้ความดันคงที่ (P3= P4 ) Qin23 = qin34 CV (T3 –T2 ) = CP (T4 – T3 ) T4 = CV(T3−T2)+T3 CP T4 = 0.7165KJ/kg.k(1403.5−953.3)K+1403.5K 1.0035kJ/kg.k T4 = 1720.04 K - 273.2 T4 = 1446.84 o C

298 แผนการสอน หน่วยที่ 7 หน้าที่ 7 วิชา งานเครื่องยนต์สันดาปภายใน สอนคร้ังที่ 15 ชื่อหน่วยวัฏจักรผสม จ านวน 3 ชวั่ โมง อตัราส่วนคตัออฟ rC = V4 V3 = T4 T3 = 1724.9 K 1403.5 K rC = 1.229 กระบวนการ 4-5 เป็ นการขยายตัวแบบไอเซนทรอปิ ก T5 = T4 ( rc rv ) k−1 = 1724.9 K ( 1.229 18 ) k−1 T5 = 589.5 K ความร้อนที่ได้รับ qin = qin23+ qin34 = 2CV (T3 -T2 ) = 2(0.7165 kJ/kg.K)(1403.5 – 953.3 K) qin = 645.14 kJ/kg

299 แผนการสอน หน่วยที่7 หน้าที่ 8 วิชา งานเครื่องยนต์สันดาปภายใน สอนคร้ังที่ 15 ชื่อหน่วยวัฏจักรผสม จ านวน 3 ชวั่ โมง ความร้อนที่ถ่ายทิ้ง qout = CV (T5 -T1 ) = 0.7165kJ/kg.K (589.5 – 300 K) qout = 207.43 kJ/kg งานสุทธิของวัฎจักร Wnet = qin - qout = 645.14 – 207.43 kJ/kg Wnet = 437.71 kJ/kg ประสิทธิภาพทางความร้อน th = Wnet qin = 437.71 kJ/kg 645.14 kJ/kg th = 0.68 (68%)

300 แผนการสอน หน่วยที่ 7 หน้าที่ 9 วิชา งานเครื่องยนต์สันดาปภายใน สอนคร้ังที่ 15 ชื่อหน่วยวัฏจักรผสม จ านวน 3 ชวั่ โมง แบบฝึ กหัด 1. วัฏจักรดีเซลมมีอุณหภูมิสูงสุด 1800 °C ความดันสูงสุด 8.0 MPa มีอตัราส่วนการอดั 18: 1 เริ่มตน้ ท างานที่อุณหภูมิ 27 °C และความดัน 95 kPa จงค านวณหา ก. จงวาดแผนภาพวัฏจักรผสม ข. งานสุทธิของวัฏจักร ค. ประสิทธิภาพทางความร้อน ง. ความดันยังผลเฉลี่ย

301 แผนการสอน หน่วยที่ 7 หน้าที่ 10 วิชา งานเครื่องยนต์สันดาปภายใน สอนคร้ังที่ 15 ชื่อหน่วยวัฏจักรผสม จ านวน 3 ชวั่ โมง เฉลยแบบฝึ กหัด 1. วัฏจักรดีเซลมมีอุณหภูมิสูงสุด 1800 °C ความดันสูงสุด 8.0 MPa มีอตัราส่วนการอดั 18: 1 เริ่มตน้ ท างานที่อุณหภูมิ 27 °C และความดัน 95 kPa จงค านวณหา ก. จงวาดแผนภาพวัฏจักรผสม ข. งานสุทธิของวัฏจักร ค. ประสิทธิภาพทางความร้อน ง. ความดันยังผลเฉลี่ย T4= 1800+273.2 = 2073.2 K , P4 = 8.0 MPa , rv = 18 , T1 = 27 + 273.2 = 300.2 K , P1= 95 kPa P V 3q4 2q3 qout 3 4 5 1 2 V2 = V3 V4 V1 P3 = P4 TDC BDC S= S= กระบวนการ (1-2) เป็ นกระบวนการอัดตัวแบบไอเซนทรอปิ ก T1 T2 = ( V1k−1 V2 ) = ( P2 −1 P1 ) T2 = T1 V1k−1 V2 = T1 (rv)k-1 = 300.2 K (18)0.4 = 953.93 K -273 = 680.7 °C ตอบ

302 แผนการสอน หน่วยที่ 7 หน้าที่ 11 วิชา งานเครื่องยนต์สันดาปภายใน สอนคร้ังที่ 15 ชื่อหน่วยวัฏจักรผสม จ านวน 3 ชวั่ โมง P2 P1 = rv K P2 = P1 (rv ) k = 95 kpa (18)1.4 = 5433.81 kPa หรือ 5.433 Mpa ตอบ กระบวนการ (2-3) เป็ นกระบวนการรับความร้อนภายใต้ปริมาตรคงที่ P2 T2 = P3 T3 T3 = P3T2 P2 T3 = 8.0 x 103 kpa x 953.93 K 5433.81 KPa T3 = 1404.43 K - 273.2 T3 = 1131.23 °C ตอบ qin = Cv (T3 -T2 ) = 0.7165 kJ/kg.K (1404.43 – 953.93 ) K = 322.78 kJ/kg ตอบ