流體力學泵與風機教學大綱學時：98適應專業(yè)：電廠熱能動力裝置一、課程性質和任務課程性質：《流體力學泵與風機》是電廠熱能動力裝置專業(yè)的一門必修的專業(yè)基礎課。它為本專業(yè)后繼課程，如鍋爐設備及系統(tǒng)、汽輪機設備及系統(tǒng)、熱力發(fā)電廠、熱工測量和儀表等專業(yè)課的學習提供必要基礎知識和計算方法，同時，也為學生今后解決生產實際問題，打下理論基礎。課程任務：設置本課程的任務是使學生通過學習有關流體的力學原理，掌握流體的流動方程解決流速、流量的測量和阻力計算等問題；牢固掌握泵與風機的結構、工作原理和運行維護知識，掌握泵與風機的葉輪理論、性能及離心泵的汽蝕問題，具備泵與風機的結構和運行的基本知識和專業(yè)知識，為在火力發(fā)電廠從事動力設備運行和檢修專業(yè)技術工作打下必備的理論基礎。相關課程：《工程熱力學》、《傳熱學》、《鍋爐設備及系統(tǒng)》、《熱工測量》、《汽輪機設備及系統(tǒng)》。

二、課程的基本要求理論教學要求：通過本課程的學習，要求學生1、掌握流體的定義、主要物理性質、流體靜壓力概念及其兩大特性；2、熟悉流體壓力測量及表示方法；會應用流體靜力學基本方程式和等壓面的概念解決工程實際問題；3、應用連續(xù)方程、伯努里方程和動量方程進行管道中流體的流速、流量的測量和水力計算；4、掌握流體流動的兩種狀態(tài)及其判別方法；熟練掌握流體流動的能量損失和流動阻力計算。5、掌握不可壓縮流體的二維流動研究的基本理論，掌握邊界層的概念。6、了解泵與風機的分類、工作原理和基本性能參數(shù)；7、掌握葉片式泵與風機的葉型理論及對性能曲線的影響；8、熟悉葉片式泵與風機性能曲線的意義、影響因素；9、掌握離心泵的構造特點以及汽蝕與安裝高度；9、掌握葉片式泵與風機運行工況的穩(wěn)定性、調節(jié)方式及其聯(lián)合工作特性；10、會應用相似理論進行泵于風機性能的分析；11、了解常見故障的分析與排除。其他要求：結合水泵拆卸一周實訓講解水泵結構，結合模具和多媒體課件。

三、教學內容單元一流體力學（一）

流體及其物理性質一、主要內容1、流體的定義和特征；流體連續(xù)介質假設。2、流體的主要物理性質（包括密度、流體的壓縮性、膨脹性及黏性）。3、流體的分類。4、液體的表面性質（表面張力、毛細現(xiàn)象）。5、作用在流體上的力（表面力及質量力）二、基本要求1、

要讓學生了解物質三態(tài)和流體定義及其特征；2、

了解流體的分類，液體的表面性質；3、

掌握作用在流體上的力的分類；4、

理解流體連續(xù)介質假設的意義和理想流體假設的意義；5、

掌握流體的主要物理性質。三、重點和難點本章重點應是流體的主要物理性質，難點是牛頓內摩擦定律。（二）

流體靜力學一、主要內容1、流體靜壓強及其特性。2、流體平衡微分方程式，等壓面的概念。3、在重力作用下的流體靜力學基本方程式。4、絕對壓強、計示壓強和真空度。5、流體靜力學基本方程的應用（各種液柱式測壓計的原理）。6、水位計的基本原理。7、靜止液體作用在平面、曲面上的壓力計算。二、基本要求1、

要明確流體靜力學是研究流體在外力作用下靜止平衡規(guī)律及其在工程實際中的應用；2、

要讓學生掌握流體靜壓強概念及其兩大特性，掌握流體平衡微分方程式，掌握流體靜力學基本方程式及其物理意義和幾何意義；3、

要正確理解等壓面的概念，并會分析等壓面；4、

理解絕對壓強、計示壓強和真空度的概念及三者間關系。5、

掌握各種液柱式測壓計的結構，測壓原理及適用范圍，了解水位計的原理。6、

掌握靜止液體作用在平面和曲面上的總壓力計算。三、重點和難點本章重點應是等壓面的概念和流體靜力學基本方程式及其應用，難點是靜止液體作用在曲面上的總壓力計算。

（三）

流體流動的基本概念和方程

一、主要內容1、研究流體運動的兩種方法。2、流動的分類。3、流體動力學的幾個基本概念。4、流體流動的連續(xù)性方程。5、理想流體運動的微分方程及微元流束的伯努里方程及其物理意義和幾何意義。6、伯努里方程應用（各種流量計原理）。7、定常流動的動量方程。二、基本要求本章主要討論理想流體運動的基本規(guī)律，要讓學生了解研究流體運動的兩種基本方法、流動的分類和流體動力學的基本概念，掌握流體流動的連續(xù)性方程，掌握理想流體運動的微分方程，特別是理想流體微元流束的伯努里方程，是學習后續(xù)知識及其它專業(yè)課的基礎，應重點掌握；還應掌握幾種流速、流量計的測量原理，掌握定常流動的動量方程應用場合和能解決的問題。三、重點和難點重點：流體流動的連續(xù)性方程和理想流體微元流束的伯努里方程。難點：應用連續(xù)方程、伯努里方程及流體靜力學方程聯(lián)立解決一維流動的流速（或流量）和壓強的計算問題。對這部分內容應結合例題加強訓練。

（四）

黏性流體的流動

一、主要內容1、黏性流體總流的伯努里方程。2、雷諾數(shù)及流體流動的兩種狀態(tài)。3、流體流動的能量損失與流動阻力。4、圓管中層流和紊流。5、沿程阻力和局部阻力計算及沿程阻力系數(shù)的實驗研究。6、管道水力計算。7、邊界層的概念。8、繞流物體的阻力。

二、基本要求本章是在第三章研究理想流體運動基本規(guī)律的基礎上，把討論的范圍從微元流束擴大到整個流場（如管道），并考慮黏性對流體運動的影響，本章是解決實際流體流動問題的理論基礎，因此，應結合練習和實驗，讓學生了解流體流動的兩種狀態(tài)，會用雷諾數(shù)判定流體的兩種狀態(tài)，掌握黏性流體總流的伯努里方程，掌握流體流動的能量損失和流動阻力的計算，會進行管道水力計算。掌握邊界層概念及其特征；結合實驗了解黏性流體繞流物體時的阻力計算方法及減小阻力措施。

三、重點和難點重點：黏性流體總流的伯努里方程，流動能量損失和流動阻力計算，黏性流體繞流物體時的阻力計算方法及減小阻力措施。難點：應用伯努里方程解決實際流體的水力計算。

單元二泵與風機緒論一、主要內容1．

泵與風機在熱力發(fā)電廠中的應用；2．

泵與風機的分類及其工作原理；3．

泵與風機的主要性能參數(shù)；4．

泵與風機的發(fā)展趨勢及新技術動態(tài)。二、基本要求1．

了解泵與風機在熱力發(fā)電廠中的應用及泵與風機的發(fā)展趨勢及新技術動態(tài)；2．

了解泵與風機的分類，掌握電廠中常用泵與風機的工作原理；3．

牢固掌握泵與風機的主要性能參數(shù)。三、重點與難點重點：泵與風機的主要性能參數(shù)以及電廠中常用泵與風機的工作原理。難點：泵與風機的主要性能參數(shù)。

（一）

泵與風機的結構一、主要內容1．泵與風機的主要工作部件；2．電廠中常用泵與風機的典型結構；二、基本要求1．

掌握泵與風機主要工作部件的作用、結構及工作原理；2．

掌握電廠常用泵與風機的結構。三、重點與難點重點：泵與風機主要工作部件的作用、結構及工作原理。此部分內容結合一周的水泵拆卸實習教授。（二）泵與風機的葉輪理論一、主要內容1．

離心式泵與風機的葉輪理論：離心式泵與風機的工作原理，流體在葉輪內的運動及速度三角形，能量方程式及其分析，離心式葉輪的葉型分析，有限葉片葉輪中流體的運動。2．

軸流式泵與風機的葉輪理論：基本概念與能量方程式。二、基本要求1．

掌握離心式泵與風機的工作原理；2．

掌握離心式和軸流式泵與風機流體在葉輪內的速度三角形繪制方法，并進行有關計算；3．

牢固掌握離心式和軸流式泵與風機能量方程式的意義；4．

掌握離心式泵與風機不同葉型對總能頭及反作用度的影響；5．

掌握有限葉片葉輪對總能頭的影響及總能頭的修正方法；6．

了解軸流式泵與風機的基本型式。三、重點與難點重點：離心式泵與風機的工作原理，流體在葉輪內的運動及速度三角形，離心式泵與風機能量方程式，離心式泵與風機葉型分析；難點：流體在葉輪內的運動及速度三角形，離心式與軸流式泵與風機能量方程式及其分析，軸流式泵與風機翼型及葉柵的空氣動力特性。

（三）泵與風機的性能一、主要內容1．

泵與風機的功率、損失和效率；2．

離心式和軸流式泵與風機的性能曲線及及其測試方法。二、基本要求1．

牢固掌握泵與風機的功率和效率的計算方法；2．

會分析泵與風機內各項損失產生的原因，并尋求減少損失的措施。3．掌握離心式和軸流式泵與風機的性能曲線特點及其繪制方法。三、重點與難點重點：泵與風機的功率和效率的計算，離心式和軸流式泵與風機的性能曲線特點；難點：泵與風機內各項損失產生的原因，泵與風機的性能曲線的繪制方法。實驗一

離心泵的性能實驗目的與要求：加深對離心泵性能曲線的認識，掌握離心泵的性能曲線的常規(guī)測試方法，包括：了解性能實驗裝置，掌握各性能參數(shù)的測量與計算方法，繪制性能曲線，分析實驗結果。

（四）相似理論在泵與風機中的應用一、主要內容1．

相似條件；2．

相似定律及其特例；3．

比轉數(shù)及其應用；4．

無因次性能曲線及通用性能曲線。二、基本要求1．

掌握相似定律及其特例；2．

掌握比轉數(shù)的計算方法及比轉數(shù)的應用；3．

了解無因次性能曲線及通用性能曲線。三、重點與難點重點：相似定律及其特例，比轉數(shù)的計算方法及比轉數(shù)的應用；難點：無因次性能曲線及通用性能曲線。

（五）泵的汽蝕一、主要內容1．

汽蝕現(xiàn)象及其對泵工作的影響；2．

吸上真空高度；3．

汽蝕余量；4．

汽蝕相似定律及相似比轉數(shù)；5．

提高泵抗汽蝕性能的措施。二、基本要求1．

了解汽蝕現(xiàn)象產生的原因和過程，及其對泵工作的影響；2．

牢固掌握有效汽蝕余量和必需汽蝕余量的概念，明確有效汽蝕余量和必需汽蝕余量對泵汽蝕性能的影響；3．

明確吸上真空高度的概念，以及允許安裝高度與允許吸上真空高度與汽蝕余量之間的關系，掌握允許安裝高度與允許吸上真空高度的計算方法；4．

能進行汽蝕比轉數(shù)的計算；5．

牢固掌握提高泵抗汽蝕性能的措施。三、重點與難點重點：有效汽蝕余量和必需汽蝕余量的概念，允許安裝高度與允許吸上真空高度的計算方法，提高泵抗汽蝕性能的措施；難點：有效汽蝕余量和必需汽蝕余量的概念，允許安裝高度與允許吸上真空高度與汽蝕余量之間的關系，汽蝕比轉數(shù)。

（六）泵與風機運行一、主要內容1．

管道的特性曲線及工作點；2．

泵與風機的聯(lián)合工作；3．

泵與風機的運行工況調節(jié)；4．

泵與風機運行中的主要問題。二、基本要求1．牢固掌握管道的特性曲線及工作點的意義；2．掌握泵與風機的聯(lián)合工作方式及其特點；3．牢固掌握泵與風機的運行工況調節(jié)方式，特別是變速調節(jié)方式和和可動葉片調節(jié)方式；4．掌握解決泵與風機運行中出現(xiàn)的主要問題的方法，特別是泵與風機的振動和軸向推力的平衡問題。三、重點與難點重點：泵與風機的工作點，泵與風機的聯(lián)合工作，泵與風機的運行調節(jié)，泵與風機的振動和軸向推力的平衡問題。難點：工作點，聯(lián)合工作方式，可動葉片調節(jié)方式，風機的喘振。

四、教學手段建議利用實物、教學模型或圖象資料講解泵與風機的結構，利用多媒體課件講解泵與風機的性能、汽蝕、運行特性，既能在有限的時間內豐富教學內容，又使教學內容形象、直觀，便于學生接受。五、建議學時分配表

課程內容講授時數(shù)實驗時數(shù)習題課總時數(shù)流體力學（一）流體及其物理性質4

4（二）流體靜力學81

9（三）流體流動的基本概念和方程83213（四）黏性流體的流動122214（五）不可壓縮流體的二維流動8

210泵與風機

緒論2

2（一）泵與風機的結構4

4（二）泵與風機的葉輪理論8

8（三）泵與風機的性能62210（四）相似理論在泵與風機中的應用4

4（五）泵的汽蝕6

28（六）泵與風機運行8

8（七）泵與風機的檢修6

6

復習與機動4

4

合計8081098

六、考核方式本課程