《泵与风机》课程教学大纲

《泵与风机》课程教学大纲一、课程基本信息课程代码：050019课程名称：泵与风机英文名称：PumpandWindMachine课程类别：专业限选课学时：40学分：2.0适用对象:热能与动力工程专业本科生考核方式：考试，平时成绩占总成绩的30％先修课程：高等数学、普通物理、流体力学二、课程简介本课程是热能与动力专业的一门专业限选课。主要阐述了发电厂常用的泵与风机的类型、结构、工作原理，并详细讲述了主要工作部件叶轮叶片理论。本书着重介绍了泵与风机的性能、性能曲线、通用性能曲线、泵与风机运行中常存在问题及解决措施及泵与风机的造型方法等。本课程的主要任务是使热能与动力专业的学生对发电厂中主要采用的泵与风机有较广泛深入的知识。通过学习使学生对常用泵与风机的类型、工作原理、叶轮理论、泵与风机性能曲线等有一定理解和掌握。使学生能正确进行泵与风机造型，具有分析泵与风机运行中常见故障原因及采取正确技术措施消除故障的能力。三、课程性质与教学目的本课程是热能与动力工程专业的一门专业限选课。通过各种教学环节，使学生掌握离心泵与风机的构造及工作原理。理解各性能参数的意义及相互关系。能正确运用欧拉方程，能够绘出性能曲线，找出运行工况点及了解如何调解其位置的方法。能够应用规范对泵与风机进行选型。对其它各种类型的泵与风机的构造和工作原理有一定的了解。具有一定的实验操作技能，能为今后从事专业工作和科学研究打下良好基础。四、教学内容及要求绪论（一）目的与要求1．熟悉热力发电厂常用泵（离心泵、轴流泵、往复泵、齿轮泵、螺杆泵、喷射泵、真空泵）的工作原理。2．熟练掌握泵与风机的主要参数定义、单位。3．泵与风机的发展趋势。4．了解泵与风机的类型。5.熟悉泵的主要部件（叶轮、轴、泵体、密封装置等）的主要功用及类型。6.掌握发电厂常用泵与风机的典型结构及结构特点。（二）教学内容第一节泵与风机在国民经济的应用1.主要内容掌握发电厂主要泵与风机典型结构和工作特点及在热力系统中的连接；第二节泵与风机的性能1.主要内容掌握泵与风机的原理第三节泵与风机的主要部件1.主要内容离心式泵与风机的主要工作部件；轴流式泵与风机的主要工作部件。2.基本概念和知识点重点：泵与风机主要工作部件的作用、结构；3.问题与应用（能力要求）掌握泵与风机主要工作部件的作用、结构及工作原理。第四节泵与风机的主要性能参数1.主要内容掌握泵与风机的原理和主要性能参数。2.基本概念和知识点重点：泵与风机的原理和主要性能参数；难点：主要性能参数。第五节泵与风机的发展趋势1.主要内容泵与风机的发展趋势及新技术动态。（三）教学方法与手段采用多媒体教学方法。利用课堂讨论深入教学内容的理解采用设问、提问和鼓励学生自行分析等与学生互动的方式，充分调动学生的听课主动性，启发学生积极思维。第一章泵与风机的叶轮理论（一）目的与要求1．一般掌握离心式泵与风机中流体运动分析2.重点掌握能量方程式（欧拉公式），了解其推导过程及能量方程式分析。3．一般掌握离心式叶轮叶片型式的分析，深刻理解叶片出口处安装角β2a∞对理论能投HTα、静能头Hstα、动能头H2α的影响。4．熟悉有限叶片叶轮中流体运动与无限叶片叶轮中流体运动的原则及有限叶片叶轮的理论能头的计算公式。5．了解有限叶片叶轮中流体的运动微分方程式推导过程及运动微分方程求解。6．了解流体进入叶轮前的予旋现象、类型及原因。熟悉轴流式泵与风机的叶轮理论。7．一般掌握叶轮理论的基本概念（翼型及叶栅主要参数、适度三角型、空气动力特性等），熟悉轴流式泵与风机常见型式及能量方程式。（二）教学内容第一节离心式泵与风机的叶轮理论1．主要内容离心式泵与风机的叶型分析，有限叶片叶轮对总能头的影响,掌握离心式泵与风机的工作原理，绘出流体在叶轮内的运动速度三角形，掌握能量方程式的意义。2．基本概念和知识点重点：能量方程式及其分析；泵与风机的叶型分析难点：泵与风机的叶型分析离心式泵与风机的工作原理。3．问题与应用（能力要求）离心式泵与风机的工作原理，流体在叶轮内的运动速度三角形；能量方程式及其分析。．掌握离心式泵与风机不同叶型对总能头及反作用度的影响；掌握有限叶片叶轮对总能头的影响及总能头的修正方法。第二节轴流式泵与风机的叶轮理论主要内容1.主要内容轴流式泵与风机的特点；翼型及叶栅的空气动力特性；轴流式泵与风机能量方程式；轴流式泵与风机的基本型式。2.基本概念和知识点重点：轴流式泵与风机能量方程式；难点：翼型及叶栅的空气动力特性。3.问题与应用（能力要求）掌握离心式泵与风机不同叶型对总能头及反作用度的影响；掌握有限叶片叶轮对总能头的影响及总能头的修正方法。（四）教学方法与手段采用多媒体教学方法。利用课堂讨论深入教学内容的理解采用设问、提问和鼓励学生自行分析等与学生互动的方式，充分调动学生的听课主动性，启发学生积极思维。第二章泵与风机的性能（一）目的与要求1．重点掌握功率（有效功率、轴功率、元动机输入功率）、损失（机械损失、容积损失、流动损失）、效率（机械效率、容积效率、流动效率、总效率、风机全压效率、静压效率）的概念及计算公式。2．一般掌握离心泵与风机的性能曲线并能分析性能曲线，了解轴流泵与风机的性能曲线与离心式泵与风机的性能曲线差异。了解性能曲线测试方法。（二）教学内容第一节功率、损失和效率1.主要内容功率；损失和效率。2.基本概念和知识点重点：泵与风机的功率和效率的计算，泵与风机内各项损失；难点：圆盘摩擦损失和冲击损失。3.问题与应用（能力要求）牢固掌握泵与风机的功率和效率的计算方法；会分析泵与风机内各项损失产生的原因，并寻求减少损失的措施。第二节泵与风机的性能曲线1.主要内容流量—扬程曲线；流量—功率曲线；流量—效率曲线。2.基本概念和知识点重点：离心式泵与风机性能曲线的特点；难点：理论分析法绘制泵与风机的性能曲线。3.问题与应用（能力要求）深刻理解理论分析法绘制泵与风机的性能曲线；掌握离心式泵与风机性能曲线的特点。第三节性能曲线的测试方法1.主要内容离心式泵与风机性能曲线特点；轴流式泵与风机性能曲线特点。2.基本概念和知识点重点：离心式泵与风机性能曲线的特点；难点：泵与风机性能曲线对其运行的指导意义。3.问题与应用（能力要求）掌握离心式和轴流式泵与风机性能曲线特点；深刻理解泵与风机性能曲线对泵与风机运行的指导意义。（三）教学方法与手段采用多媒体教学方法利用课堂讨论深入教学内容的理解采用设问、提问和鼓励学生自行分析等与学生互动的方式，充分调动学生的听课主动性，启发学生积极思维。第三章相似理论在泵与风机中的应用（一）目的与要求一般了解相似条件、相似理论、相似定律的概念。掌握比转数概念及计算公式。熟悉比转数的应用及其对泵与风机性能曲线的影响。熟悉泵与风机的通风性能曲线。（二）教学内容第一节相似条件1.主要内容相似条件；3.问题与应用（能力要求）了解泵与风机相似应满足的相似条件；第二节相似定律1.主要内容相似定律；2.基本概念和知识点重点：相似定律难点：相似定律。3.问题与应用（能力要求）掌握相似定律第三节相似定律的特例1.主要内容相似定律的特例2.基本概念和知识点重点：相似定律特例3.问题与应用（能力要求）掌握相似定律特例。第四节比转数1.主要内容比转数的计算；比转数的应用。2.基本概念和知识点重点：比转数的应用；难点：比转数的应用。3.问题与应用（能力要求）能进行比转数的计算；掌握比转数的应用。第五节无因次性能曲线第六节通用性能曲线（三）教学方法与手段采用多媒体教学方法利用课堂讨论深入教学内容的理解采用设问、提问和鼓励学生自行分析等与学生互动的方式，充分调动学生的听课主动性，启发学生积极思维。第四章泵的汽蚀（一）目的与要求掌握汽蚀概念及对泵工作影响。掌握泵的吸上真空高度Ｈs，允许吸上真空高度[Ｈs]汽蚀余量△h定义。掌握提高泵抗汽蚀性能的常用措施。（二）教学内容第一节汽蚀现象及其对泵工作的影响1.主要内容汽蚀现象及其对泵性能的影响；2.基本概念和知识点重点：汽蚀现象及其对泵性能的影响；3.问题与应用（能力要求）深刻理解汽蚀现象及其对泵性能的影响；第二节吸上真空高度1.主要内容吸上真空高度2.基本概念和知识点难点：允许吸上真空高度的概念和计算。3.问题与应用（能力要求）明确吸上真空高度的概念，并进行允许安装高度与允许吸上真空高度的计算。第三节汽蚀余量1.主要内容有效汽蚀余量必需汽蚀余量有效汽蚀余量和必需汽蚀余量的关系；汽蚀余量与吸上真空高度的关系。2.基本概念和知识点重点：有效汽蚀余量和必需汽蚀余量的概念，及其对泵汽蚀性能的影响；难点：允许吸上真空高度的概念和计算。3.问题与应用（能力要求）牢固掌握有效汽蚀余量和必需汽蚀余量的概念，明确有效汽蚀余量和必需汽蚀余量对泵汽蚀性能的影响；明确有效汽蚀余量和必需汽蚀余量的关系，掌握临界汽蚀余量的概念；掌握允许安装高度与允许吸上真空高度与汽蚀余量之间的关系；第四节汽蚀相似定律及汽蚀比转数1.主要内容了解汽蚀相似定律；会计算汽蚀比转数；2.基本概念和知识点重点：提高泵抗汽蚀性能的措施；难点：汽蚀相似定律及汽蚀比转数。3.问题与应用（能力要求）汽蚀相似定律汽蚀比转数及其说明第五节提高泵抗汽蚀性能的措施1.主要内容提高泵抗汽蚀性能的措施2.基本概念和知识点重点：提高泵抗汽蚀性能的措施；难点：汽蚀相似定律及汽蚀比转数。3.问题与应用（能力要求）掌握提高泵抗汽蚀性能的措施。（三）教学方法与手段采用多媒体教学方法利用课堂讨论深入教学内容的理解采用设问、提问和鼓励学生自行分析等与学生互动的方式，充分调动学生的听课主动性，启发学生积极思维。第五章泵与风机的运行（一）目的与要求一般熟悉管路特性曲线，掌握工作点概念，了解泵与风机联合工作方式选择及运行工况的调节方法及运行主要问题产生原因、解决措施。知道叶片切割与接管对工作运行影响。（二）教学内容第一节管路特性曲线及其工作点1.主要内容管道的特性曲线工作点2.基本概念和知识点重点：工作点的意义；难点：管道的特性曲线。3.问题与应用（能力要求）掌握管道的特性曲线；牢固掌握工作点的意义，并分析工作点的稳定性。第二节泵与风机的联合工作1.主要内容泵与风机的并联工作泵与风机串联工作相同性能泵与风机联合工作方式的选择2.基本概念和知识点重点：泵与风机联合工作后，工作点和性能的变化；难点：泵与风机联合工作后特性曲线绘制及工作点的分析。3.问题与应用（能力要求）掌握泵与风机的联合工作的目的；牢固掌握泵与风机联合工作后，工作点和性能的变化。第三节运行工况的调节1.主要内容节流调节入口导流器调汽蚀调节变速调节2.基本概念和知识点重点：变速调节方式和可动叶片调节方式；难点：变速调节方式和汽蚀调节方式。3.问题与应用（能力要求）牢固掌握泵与风机变速调节方式和可动叶片调节方式；了解节流调节和汽蚀调节方式。第四节叶片的切割与加长第五节泵与风机运行中的主要问题1.主要内容泵与风机的振动泵与风机噪音泵与风机磨损锅炉给水泵运行中注意的问题：汽蚀，暖泵；轴向推力及其平衡2.基本概念和知识点重点：泵与风机运行中振动问题；锅炉给水泵运行中注意的问题轴向推力及其平衡方法；难点：风机的喘振问题;轴向推力的平衡原理。3.问题与应用（能力要求）掌握泵与风机运行中振动的原因及消除措施；了解消除泵与风机噪音的方法及减轻磨损的措施；掌握锅炉给水泵运行中注意的问题掌握轴向推力及其平衡方法。（三）教学方法与手段采用多媒体教学方法。利用课堂讨论深入教学内容的理解采用设问、提问和鼓励学生自行分析等与学生互动的方式，充分调动学生的听课主动性，启发学生积极思维。第六章热力发电厂常用的泵与风机（一）目的与要求了解泵与风机在热力发电厂的作用（二）教学内容第一节电厂常用的泵1.主要内容了解泵在热力发电厂中的应用和分类;第二节电厂常用的风机1.主要内容了解风机在热力发电厂中的应用和分类;（三）教学方法与手段采用多媒体教学方法。利用课堂讨论深入教学内容的理解采用设问、提问和鼓励学生自行分析等与学生互动的方式，充分调动学生的听课主动性，启发学生积极思维。第七章泵与风机的选型（一）目的与要求一般掌握泵与风