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《泵与泵站》教案学院：能源与环境学院专业：给水排水工程专业教师：敬双怡2008年8月15日1课程简介：《泵与泵站》课程，是为我校给水排水工程专业本科生开设的一门专业课。包括课堂讲授、实验和课程设计三个教学环节，其中课堂讲授和实验共占40学时（2.5学分），课程设计另计学时。选用教材：《泵与泵站》第五版中国建筑工业出版社姜乃昌主编参考教材：1.《流体力学泵与风机》第4版中国建筑工业出版社蔡增基主编2.《泵与泵站》中国建筑工业出版社黄兆奎主编3.《泵与风机》第2版中国电力出版社郭立君主编4.《泵与风机》第1版机械工业出版社王寒栋主编5.《泵与风机》第1版中国电力出版社杨诗成主编6.《水泵及水泵站》第1版中国水利水电出版社栾鸿儒主编2第一章绪论一.主要内容：1、课程总体介绍（教材、章节、重点难点、课程设计、实验等），《泵与泵站》与相关课程的关系；2、泵与泵站在国民经济中的地位和作用；3、水泵的定义与分类；4、泵的发展趋势及最新技术成就。二.教学目的和要求：使学生了解泵与泵站在给水排水工程中的应用，泵的定义及分类、泵的发展趋势。了解《泵与泵站》课程与后续课程的关系和学习方法。三.重点与难点：泵在给水排水工程中的应用，定义及分类。四.学生容易出现的问题：水泵性能曲线形谱图不易理解。五.教学方式和手段：课堂多媒体教学，在学习本章内容时应使学生对《泵与泵站》课程有一个总体的了解，通过使用图片、动画等多媒体形式，使学生对常见泵有初步的认识。六.思考题：1、泵如何分类？2、试通过形谱图说明各种水泵的应用范围。3第二章1离心泵的工作原理与基本构造一.主要内容：1、离心泵的基本工作原理；2、离心式基本构造，主要讲解叶轮和泵壳；二.教学目的和要求：使学生了解离心泵的工作原理、基本构造。三.重点与难点：离心泵的工作原理、叶轮的构造。四.学生容易出现的问题：离心泵的基本构造不易掌握，尤其吸水管与叶轮交接处的连接。五.教学方式和手段：多媒体讲授。六.思考题：1、离心泵的工作原理是什么？第二章2离心泵的主要零件一.主要内容：1、离心泵主要零件，重点是叶轮、填料密封装置、减漏环；2、离心泵轴向推力平衡措失.二.教学目的和要求：使学生了解离心泵的主要零件。三.重点与难点：叶轮的构造、分类；减漏环、轴封装置的构造和工作原理，单吸式离心泵轴向推力的产生及消除；关键是了解泵内部的流动情况和压力分布。四.学生容易出现的问题：对泵较复杂部位的构造不易掌握，特别是减漏环、填料密封装置和离心泵轴向推力平衡机构等。五.教学方式和手段：多媒体讲授。六.思考题：41、离心泵的叶轮按其构造分为哪几种？2、减漏环的种类和作用是什么？3、离心泵的轴向推力产生的原因？如何消除？4、试论述叶轮各部位的名称。第二章3叶片泵的基本性能参数一.主要内容：1、流量、扬程、轴功率、效率、转速、允许吸上真空高度（汽蚀余量）；2、泵的型号和铭牌。二.教学目的和要求：使学生掌握基本性能参数的物理意义及单位换算关系；了解水泵的型号，认识水泵的铭牌，并知道各个标识的意义。三.重点与难点：水泵的扬程的物理意义；允许吸上真空高度和气蚀余量的物理意义。四.学生容易出现的问题：轴功率的各种单位之间的换算关系概念容易模糊；允许吸上真空高度和气蚀余量之间的区别不易理解。五.教学方式和手段：采用传统教学与多媒体相结合的方法。六.思考题：1、离心泵的性能参数有哪些，其物理意义如何，相互之间如何换算？2、允许吸上真空高度和气蚀余量之间有什么区别？第二章3离心泵的基本方程式一.主要内容：1、叶轮中流体的流动情况分析；2、基本方程式的推导；3、基本方程式的讨论；4、基本方程式的修正；5二.教学目的和要求：了解叶轮中流体的流动情况，理解3点假设的含义，掌握基本方程式的推导过程，理解基本方程式的讨论和修正情况。三.重点与难点：利用动量矩定理推导基本方程式的理论基础。四.学生容易出现的问题：基本方程式的推导原离不易理解，基本方程式的讨论较复杂。五.教学方式和手段：采用传统教学与多媒体相结合的方法。六.思考题：1、在推导基本方程式之前对叶轮内部的流动情况进行了怎样的简化？2、为什么离心泵的理论扬程与所抽升液体的容重无关？3、离心泵的理论扬程由哪几部分组成？第二章5离心泵装置的总扬程一.主要内容：1、离心泵装置的定义；2、离心泵装置总扬程公式的推导；3、总扬程、静扬程、吸水地形高度、压水地形高度、压力表读数、真空表读数、管路水头损失。二.教学目的和要求：通过对离心泵装置总扬程公式的推导，使学生回顾流体力学中液体能量方程的应用，掌握正运行水泵装置扬程的测量原理和拟建水泵装置扬程计算方法。三.重点与难点：液体能量方程的灵活应用，重点理解水泵总扬程的不同的表示方法。四.学生容易出现的问题：自灌式水泵扬程的计算、密封吸水箱和压水箱情况下水泵扬程的计算。五.教学方式和手段：本节公式推导较多，宜采用传统教学方法。六.思考题：61、什么是水泵装置？2、正在运行水泵装置扬程如何测定？3、拟建水泵装置扬程如何计算？第二章6离心泵的特性曲线一.主要内容：1、理论特性曲线的定性分析；2、实测特性曲线的讨论；二.教学目的和要求：通过对离心泵理论特性曲线的定性分析，了解水泵内部水头损失的分类，水泵效率的计算；通过对离心泵实测特性曲线的讨论，掌握离心泵测特性曲线的特点，初步了解利用水泵特性曲线选择水泵和电机。三.重点与难点：水泵内部的水头损失分析。四.学生容易出现的问题：水泵内部的水力损失、容积损失、机械损失。五.教学方式和手段：传统教学和多媒体教学相结合方法。六.思考题：1、离心泵内部的能量损失包括哪几部分？2、离心泵应如何启动，为什么？3、离心泵配套电机应如何选用？第二章7离心泵装置定速运行工况一.主要内容：1、水头损失特性曲线和管路系统特性曲线；2、图解法求水箱出流工况点和水泵装置工况点，直接图解法和折引图解法；3、离心泵装置工况点的改变。二.教学目的和要求：7通过对管路特性曲线和水泵特性曲线的分析，推出求解定速运行水泵装置工况点的方法（图解法）；通过对离心泵装置工况点影响因素的分析，引入工况调节的概念，分析节流调节对水泵装置效率的影响。三.重点与难点：对折引图解法的理解，建立等值水泵的概念；对水泵装置效率的影响分析。四.学生容易出现的问题：折引图解法不易理解，节流调节对水泵装置效率的影响分析书上没有答案。五.教学方式和手段：多媒体教学方法。六.思考题：离心泵装置工况点的调节方法有那些，各有何优缺点？第二章8离心泵装置调速运行工况一.主要内容：1、叶轮相似定律；2、相似定律的特例—比例律，比例律的应用—图解法解决水泵变速运行后的参数换算问题；3、相似准数—比转数，水泵相对性能曲线及应用；4、调速途径及调速范围。二.教学目的和要求：了解叶轮相似定律的推导过程，掌握比例律应用的图解法；了解比转数公式的推导过程及比转数的物理意义，掌握比转数与水泵特性之间的关系；了解水泵相对性能曲线的绘制方法、物理意义及应用；了解常见的水泵调速方法。三.重点与难点：相似定律的推导，比例律应用的图解法解决水泵变速运行时的两类为题；比转数的概念及物理意义，相对特性曲线的物理意义。四.学生容易出现的问题：图解法中相似工况点的意义容易模糊，找相似工况点时忘画等效率曲线。五.教学方式和手段：多媒体教学方法。8六.思考题：1、水泵的工况相似包括那几个方面，动力相似为什么不用考虑？2、几何形状相似的水泵其比转数是否一定相等，比转数相等的水泵是否几何形状一定相似？3、应用比例律能解决什么问题？4、说明比转数的大小与水泵性能之间的关系？第二章9离心泵装置换轮运行工况一.主要内容：1、叶轮切削定律；2、切削律的应用—图解法解决水泵叶轮切削后的运行参数换算问题；3、水泵高效方框图、性能曲线型谱图。4、风机叶片的切削与加长。二.教学目的和要求：了解叶轮切削定律的形式及限制条件，掌握切削律应用的图解法；了解水泵高效方框图的意义，掌握性能曲线型谱图的使用。三.重点与难点：切削律应用的图解法解决水泵换轮运行时的两类问题；性能曲线型谱图的使用。四.学生容易出现的问题：切削抛物线的含义及绘制。五.教学方式和手段：传统教学方法。六.思考题：1、切削律与比例律有何不同？2、为什么低比转数的水泵允许切削量大于高比转数的水泵？3、切削抛物线为什么不能称为相似工况抛物线？4、应用切削律能解决什么为题？第二章10离心泵并联及串联运行工况9一.主要内容：1、并联工作的图解法；2、并联工作中调速泵台数的选定；3、水泵串联工作。二.教学目的和要求：掌握等扬程下流量叠加原理，能够利用折引方法求解不对称并联水泵、单台水泵向两个高位水箱供水等情况的并联特性曲线及工况点；掌握水泵串联运行的适应范围及工况点的求解。三.重点与难点：流量叠加原理，定速泵与调速泵并联工况点的求解，水泵向多水箱供水的求解。四.学生容易出现的问题：定速泵与调速泵并联工况点的求解，水泵向多水箱供水的求解。五.教学方式和手段：传统教学为主，多媒体辅助。六.思考题：1、水泵并联运行的优点是什么？2、并联连接的两台水泵，若其中一台停车只剩下另一台运行，其水泵的流量和扬程如何变化？3、水泵串联运行的适应条件和应注意的事项有哪些？水泵串联特性曲线采用什么方法图解？4、水泵并联运行时出流流量是否等于各单泵出流流量之和，为什么？第二章11离心泵的吸水性能一.主要内容：1、吸水管中压力的变化及计算；2、气穴和气饰；3、水泵的允许吸上真空高度和最大安装高度；4、气蚀余量（NPSH）。二.教学目的和要求：了解水泵及吸水管内部压力的变化情况，了解气穴、气蚀的发生、发展过程和对水泵10的危害；掌握水泵的允许吸上真空高度定义及水泵安装高度的计算方法；理解水泵“有效气蚀余量”，“允许气蚀余量”，“临界气蚀余量”等概念。三.重点与难点：吸水管内部压力变化公式的推导；水泵的允许吸上真空高度和最大安装高度的计算；水泵气蚀余量的概念，水泵基准面的确定。四.学生容易出现的问题：水泵最大安装高度计算不熟练；气蚀余量概念不清晰。五.教学方式和手段：传统教学为主，多媒体辅助。六.思考题：1、水泵的允许吸上真空高度与哪些因素有关，允许气蚀余量与那些因素有关？2、如何用允许吸上真空高度和允许气蚀余量来判别水泵吸水性能的好坏？第二章12离心泵机组的使用与维护一.主要内容：1、离心泵机组的启闭程序。2、离心泵机组运行中应注意的问题，水泵故障及排除。二.教学目的和要求：掌握离心泵机组的启闭程序，了解泵站运行中可能出现的问题和解决的方法。三.重点与难点：离心泵机组的启闭程序。四.学生容易出现的问题：离心泵的启闭程序中闸阀的启闭时间容易混淆。五.教学方式和手段：多媒体辅助。六.思考题：离心泵启动前的准备工作有哪些？第二章13轴流泵及混流泵一.主要内容：111、轴流泵的基本构造，工作原理，性能特点。2、混流泵简要介绍。二.教学目的和要求：了解轴流泵、混流泵的基本构造，工作原理，性能特点；了解轴流泵的启动方法。三.重点与难点：轴流泵的工作原理中的翼型绕流理论，轴流泵的通用性能曲线。四.学生容易出现的问题：轴流泵的工作原理，可调式轴流泵的构造。五.教学方式和手段：多媒体辅助。六.思考题：1、轴流泵工况点的调节主要采用什么方法？2、轴流泵特性曲线与离心泵特性曲线有何区别，应如何启动？第二章14轴流泵及混流泵一.主要内容：1、IS系列单级单吸式离心泵；2、SH（SA）系列单级双吸式离心泵；3、D（DA）系列分段多级式离心泵；4、JD（J）系列深井泵；5、潜水泵；6、污水泵、杂质泵。二.教学目的和要求：了解IS系列单级单吸式离心泵，SH（SA）系列单级双吸式离心泵，D（DA）系列分段多级式离心泵，JD（J）系列深井泵，潜水泵，污水泵、杂质泵的构造、性能特点及适用范围。三.重点与难点：多级泵、深井泵、潜水泵的构造特点。四.学生容易出现的问题：由于没有多级泵、深井泵、潜水泵的模型，对其构造不易了解清楚。12五.教学方式和手段：多媒体辅助。六.思考题：1、说明IS系列单级单吸式离心泵与SH（SA）系列单级双吸式离心泵进出水方式有什么