流体机械
课程信息
| 课程名称／课程号 | 适用范围与修读要求 |
|---|---|
| 流体机械 ENER3023M |
热能 · 25级及以前、26级 专业选修 · 模块选修 |
课程简介
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本课程主要介绍流体机械的定义及作用；流体机械的叶轮理论；流体机械中各项损失的概念与计算方法，相似定律及其应用，特性曲线的概念；汽蚀的以及提高流体机械抗汽蚀性能的措施；管路特性曲线及工况点的概念；流体机械的调节方法；联合运行的特点及运行中的异常现象；轴向力的平衡方法。通过本课程学习，使学生掌握流体机械的工作原理、基本结构、性能参数计算、运行及调节的方法。
来源：教务网。
课程内容
分数构成
本门课程的评分分为 2 部分，大作业：50％；平时成绩：50％。
平时成绩由平时作业、到课情况等构成。
课程大纲
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8周，每周3学时，共24学时。
第一章 绪论 （3学时）
流体机械的定义及作用；流体机械的分类；主要参数；发展趋势。
介绍流体机械的定义，流体机械在国民经济中的地位和作用，流体机械的不同分类方法，常用流体机械结构，流体机械的主要参数，以及流体机械的发展趋势。
第二章 流体机械的叶轮理论 （3学时）
流体在叶轮中的运动；基本方程式；有限叶片理论扬程的修正；叶片的型式。
介绍流体机械的叶轮理论，离心式泵与风机进出口压差的影响因素，流体在叶轮中的运动的研究方法，速度三角形的概念，排挤系数的概念，研究过程中所作的基本假设，基本能量方程式的推导过程，反作用度的概念，有限叶片情况下理论扬程的修正方法，滑移系数的概念，离心式泵与风机的叶片型式及特点。
第三章 流体机械的性能 （6学时）
损失和效率；性能曲线；相似理论；通用性能曲线和无量纲性能曲线；比转数；模型试验及特性曲线的绘制。
介绍流体机械中损失和效率的概念及计算方法，机械损失、容积损失、流动损失产生的原因，影响因素以及减小这些损失的方法，总效率与机械效率、容积效率、流动效率的关系。
流体机械性能曲线的概念，前弯、径向、后弯叶片性能曲线的定性分析方法；
在流体机械中应用相似理论的意义，应用相似理论应满足的条件，相似定律的推导过程及应用；
通用性能曲线的概念和无因次性能曲线的概念，流量系数、压力系数、功率系数等无因次参数的定义；
比转速的概念，比转速公式的推导过程，比转速的应用。
水泵性能曲线及风机性能曲线的测试方法，测试系统的组成，各项性能参数测量方法，数据处理的方法。
第四章 汽蚀 （3学时）
汽蚀现象；有效汽蚀余量、必需汽蚀余量及其相互关系；提高流体机械抗汽蚀性能的措施。
介绍汽蚀现象产生的原因及危害性。
有效汽蚀余量和必需汽蚀余量的概念，有效汽蚀余量和必需汽蚀余量的计算方法，有效汽蚀余量和必需汽蚀余量的影响因素。
汽蚀相似定律的概念及推导方法，汽蚀比转速的概念及推导方法。
提高泵抗汽蚀性能所采取的措施。
第五章 轴流式流体机械 （3学时）
轴流式流体机械的特点及工作原理；轴流式流体机械的特性曲线。
介绍常用轴流式泵与风机的基本形式及特点，轴流式泵与风机的工作原理。
流体在轴流式泵与风机中运动的研究方法，速度三角形的特点。
采用升力法推导能量方程式的推导过程。
轴流式泵与风机性能曲线的特点。
第六章 流体机械的运行和调节 （6学时）
管路特性曲线及工作点；流体机械的并联与串联；流体机械的调节方式；流体机械的非稳定工况；叶片的切割和加长；轴向力的平衡。
介绍管路特性曲线的概念及工作点的概念，稳定工作点的概念，非稳定工作点的概念。
流体机械的并联与串联的概念，并联或串联后性能曲线的特点，并联或串联工作方式的选择依据。
流体机械的常用调节方法，节流调节、入口导流器调节、汽蚀调节、变速调节、可变动叶调节等调节方式各自的特点及应用对象。
常见的非稳定工况，以及避免非稳定工况应采取的措施。
叶轮外径的切割与加长的概念，切割定律推导过程所作的假设，切割曲线的概念，切割应注意的事项。
轴向力、径向力产生的原因及其平衡方法。
附：授课时间表
周次 |
学时 |
教学内容（要点） |
课程思政融入点和实施方法 |
教学形式（理论、讨论、实践、实验、测试等） |
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3 |
流体机械的定义及作用；流体机械的分类；主要参数；发展趋势 |
通过火力发电厂和核电厂的具体案例，讨论泵与风机在支撑我国能源行业发展中的地位以及在能源安全运行重大重要作用和角色，树立专业知识在支撑国家能源行业发展的信心。 |
理论讲授+讨论 |
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3 |
流体在叶轮中的运动；基本方程式；有限叶片理论扬程的修正；叶片的型式 |
理论讲授 |
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3 |
3 |
损失和效率；性能曲线；相似理论；通用性能曲线和无量纲性能曲线；比转数；模型试验及特性曲线的绘制 |
理论讲授 |
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3 |
汽蚀现象；有效汽蚀余量、必需汽蚀余量及其相互关系；提高流体机械抗汽蚀性能的措施 |
通过实际工程案分析，阐述抗汽蚀技术在支撑能源和动力领域重大前沿装备发展的意义，树立学生对专业知识掌握和应用前景的自信。 |
理论讲授+讨论 |
6 |
3 |
轴流式流体机械的特点及工作原理；轴流式流体机械的特性曲线 |
理论讲授 |
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3 |
管路特性曲线及工作点；流体机械的并联与串联；流体机械的调节方式；流体机械的非稳定工况；叶片的切割和加长；轴向力的平衡 |
理论讲授 |
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