《泵与风机》课程教学大纲.doc
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《泵与风机》课程教学大纲
课程名称:
泵与风机
英文名称:
PumpsandFans
课程代码:
适用专业:
能源与动力工程
学时学分:
32/2(课堂28,实验4)
应开课学期:
4
课程性质:
专业选修课
编制日期:
2020年7月
一、课程目标
《泵与风机》是能源与动力专业一门专业选修课程,主要讲授讲授常用泵与风机的类型、结构、工作原理,详细阐述主要工作部件叶轮叶片理论,泵与风机的性能、性能曲线、泵与风机运行中常存在问题及解决措施。
通过本课程的理论学习,使学生具备如下知识和能力:
1.了解本专业发展现状,掌握泵和风机的主要性能参数,了解其分类方法,发展趋势。
具备发现问题、分析问题和解决问题的能力,培养学生整体思维、融会贯通、学会学习的能力。
2.掌握泵和风机的工作原理,熟练其速度三角形,基本方程式,叶轮叶片型式的分析;了解泵和风机的损失和效率,理解离心泵和风机的性能曲线;理解比转数、通用性能曲线和无量纲性能曲线;理解汽蚀机理,掌握安装高度的基本计算;掌握提高的泵的抗汽蚀性能的措施;掌握管路特性及其工作点,泵和风机的联合运行,工况调节;理解泵和风机的选型方法。
3.具备综合运用所学专业知识与技能,进行工程设计以及解决本专业一般工程问题的能力。
二、课程教学的内容及学时分配
1、课程理论教学内容及要求
《泵与风机》课程主要以讲授、讨论、分析计算为主,以课堂测验、作业为辅。
课堂教学将利用MOOC平台和先打通讯工具辅助教学,调动学习积极性,提高教学效率。
本课程目标、知识单元与学时分配见表1。
表1课程目标、知识单元与学时分配
教学内容
教学目的和要求,教学重点和难点
理论学时
实验学时
对应的课程目标
1.绪论
1.1泵与风机在国民经济中的应用
1.2泵与风机的分类
1.3泵与风机的主要部件
1.4泵与风机主要的性能参数
1.5泵与风机的发展趋势
教学目的和要求:
熟悉常用泵的工作原理;掌握泵与风机的主要参数定义和单位;泵与风机的发展趋势;了解泵与风机的类型;熟悉泵的主要部件功用。
重点:
常用泵的工作原理;泵与风机的主要参数定义和单位;泵的主要部件功用。
难点:
常用泵的工作原理;泵的主要部件功用
2
课程目标1、2、3
2.泵与风机的叶轮理论
2.1离心式泵与风机的叶轮理论
2.2轴流式泵与风机的叶轮理论
教学目的和要求:
掌握离心片泵与风机中流体运动分析;掌握能量方程式和离心式叶轮片型式的分析;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;掌握叶轮理论的基本概念,熟悉轴流式泵与风机常见型式及能量方程式。
重点:
能量方程式;泵与风机的叶型分析;轴流式泵与风机能量方程式。
难点:
泵与风机的叶型分析;离心式泵与风机的工作原理;轴流式泵与风机能量方程式。
4
课程目标1、2、3
3.泵与风机的性能
3.1 功率、损失与效率
3.2泵与风机的性能曲线3.3性能曲线的测试方法
教学目的和要求:
掌握功率、损失、效率的概念及计算公式;掌握离心泵与风机的性能曲线;了解离心泵与风机的性能曲线与轴流式泵与风机的性能曲线差异;了解性能曲线测试方法。
重点:
泵与风机的功率和效率的计算;泵与风机内各项损失;离心泵与风机的性能曲线。
难点:
圆盘摩擦损失和冲击损失;离心泵与风机的性能曲线对其运行的指导意义。
4
2
课程目标1、2、3
4.相似理论在泵与风机中的应用
4.1相似条件
4.2相似定律
4.3相似定律的特例
4.4比转速
4.5无因次性能曲线
4.6通用性能曲线
教学目的和要求:
了解相似条件、相似理论和相似定律的概念;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。
重点:
相似定律及其特例;比转数的应用。
难点:
相似定律及其特例;比转数的应用。
6
课程目标1、2、3
5泵的汽蚀
5.1汽蚀现象及其对泵工作的影响
5.2吸上真空高度
5.3汽蚀余量
5.4汽蚀相似定律及汽蚀比转速
5.5提高泵抗汽蚀性能的措施
教学目的和要求:
掌握汽蚀概念及对泵工作影响;掌握泵的吸上高度、允许吸上真空高度、汽蚀余量定义;掌握提高泵汽蚀性能的措施。
重点:
汽蚀概念及对泵工作影响;泵的吸上高度、允许吸上真空高度、汽蚀余量定义;提高泵抗汽蚀性能的措施。
难点:
允许吸上真空高度概念及计算;汽蚀相似定律及比转数。
6
2
课程目标1、2、3
6.泵与风机的运行
6.1管路特性曲线及工作点
6.2泵与风机的联合工作6.3运行工况的调节
6.4泵与风机运行中的主要问题
教学目的和要求:
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。
重点:
管道的特性曲线;工作点的意义;泵与风机联合工作后,工作点和性能的变化;变速调节方式和可动叶片调节方式;泵与风机运行中振动问题。
难点:
管道的特性曲线;泵与风机联合工作后特性曲线绘制及工作点分析;变速调节方式和汽蚀调节方式。
4
课程目标1、2、3
7泵与风机的选型
7.1泵的选型
7.2风机选型
教学目的和要求:
掌握泵与风机的选型原则;熟悉常用选型方法。
重点:
泵与风机的选型原则;常用选型方法。
难点:
泵与风机的选型原则;常用选型方法。
2
课程目标3
2、课程实验教学内容及要求
《泵与风机》课程实验注重基础知识、基本技能的培养,着重于实验操作和实践技能的训练,以期达到用所学理论知识解决实际问题的能力,为学生适应社会各方面工程实际需要打下良好的基础。
通过实验,使学生具备如下知识和能力:
(1)学会设备操作、报告撰写基础知识,培养学生在实验中提出问题、分析问题、解决问题的能力和对实验数据的综合处理、归纳分析、得出实验结论的能力。
(2)通过该实验课的基本训练,使学生学会正确使用各种常规的仪器仪表,训练学生的实际动手能力。
本课程实验学时共4学时,设2个实验,如表2所示。
表2实验内容与学时分配
序号
实验项目
名称
实验内容与要求
学时
实验
类别
实验
类型
每组人数
必做/选做
1
离心式泵性能试验
测试H-Q曲线和N-Q曲线
2
技术
基础
综合
6-8
必做
2
水泵的汽蚀试验
观察水泵汽蚀现象
2
技术
基础
综合
6-8
必做
实验基本要求
学生、实验教师进入实验室应遵守所有学校规章制度。
认真学习《实验指导书》中实验须知。
实验室开放时间内应遵守学校及实验中心的开放安排。
实验过程中,应首先保证人身安全,认真负责、科学的使用仪器设备。
编写实验报告要规范,应包括:
实验名称、目的、内容、原理、设备及仪表(名称、规格、型号)、实验装置或连接示意图、实验步骤、实验记录、数据处理(或原理论证、或实验现象描述、或结构说明等);实验报告应附有实验原始记录;指导教师对每个学生的实验报告要认真批改、评分、签字。
三、课程教学方法
课程教学以课堂讲授为主,结合实验、作业、微课,MOOC课与相应的资源,配合多媒体课件等共同完成课堂授课内容。
采用E-mail、QQ、微信等交流工具,加强和学生之间的交流和沟通。
课堂讲授通过启发式教学、讨论式教学等教学方法和手段培养学生学习中遇到典型问题的解法,提高其应用基本概念和理论提高分析问题和解决问题的能力。
本课程也会适当地安排一些项目报告环节,培养学生自主学习能力、实际动手能力、团队合作能力、获取和处理信息的能力、准确运用语言文字的表达能力,激发学生的创新思维。
四、课程有关说明
本课程的学习使学生对常用泵与风机的类型、工作原理、叶轮理论、泵与风机的性能曲线有一点理解和掌握,理解各性能参数的意义及相互关系,能正确运用欧拉方程,能够绘初性能曲线,找出运行工况点及了解如何调解及位置的方法,能够正确进行泵与风机选型,具有分析泵与风机中常见故障原因及采取正确技术措施消除故障的能力,具有一定的实验操作技术技能,能为今后从事专业工作和科学研究打下良好基础。
五、考核方式
基于《泵与风机》教学内容与毕业要求指标点的关联性,制定本课程质量评价方法。
课程考试考核总成绩由过程考核和结课考核构成,具体考核办法如下:
(1)过程考核以学生课堂出勤率、课堂回答问题情况和参与辅导答疑情况,以及作业、讨论、测试为考核依据。
(2)结课考试采用闭卷考试。
(3)课程成绩构成:
过程考核成绩占30%,结课考试成绩占70%。
课程教学环节、指标点和考核考试考核方案及权重如表3所示。
六、建议教材与教学参考书
1、建议教材选用:
《泵与风机》(第五版)(普通高等教育“十二五”国家级规划教材)何川主编,北京:
中国电力出版社,2011.6
2、建议教学参考书:
[1]《泵与风机》(第二版)王寒栋主编,北京:
机械工业出版社,2018.5
[2]《泵与风机》吴达人主编,陕西:
西安交通大学出版社,1989
5
表3考核方案
课程目标
考核环节权重
考核评价依据
合计
结课考试
过程考核
作业
课堂讨论
测试
课程目标1、了解本专业发展现状,掌握泵和风机的主要性能参数,了解其分类方法,发展趋势。
具备发现问题、分析问题和解决问题的能力,培养学生整体思维、融会贯通、学会学习的能力。
10%
5%
0%
5%
作业完成及时率、作业的态度;②测试题目的正确率,分析过程是否规范,计算是否正确;参与课程讨论的态度,对所提出问题回答正确情况,发表自己的见解积极性。
20%
课程目标2、掌握泵和风机的工作原理,熟练其速度三角形,基本方程式,叶轮叶片型式的分析;了解泵和风机的损失和效率,理解离心泵和风机的性能曲线;理解比转数、通用性能曲线和无量纲性能曲线;理解汽蚀机理,掌握安装高度的基本计算;掌握提高的泵的抗汽蚀性能的措施;掌握管路特性及其工作点,泵和风机的联合运行,工况调节;理解泵和风机的选型方法。
50%
5%
5%
5%
主要分析方法、主要定理,基本概念掌握程度,解决方案的正确性,试卷答题正确率;作业完成及时率、作业的态度;测试题目的正确率,分析过程是否规范;④参与课程讨论的态度,对所提出问题回答正确情况,发表自己的见解积极性。
65%
课程目标3、具备综合运用所学专业知识与技能,进行工程设计以及解决本专业一般工程问题的能力。
10%
0%
0%
5%
作业完成及时率、作业的态度;②测试题目的正确率,分析过程是否规范,计算是否正确。
15%
70%
10%
5%
15%
100%
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- 泵与风机 风机 课程 教学大纲