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学生获奖
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教学大纲
 

 

《过程流体机械》课程教学大纲
英文名称: Processing Fluid Mechanics 课程编号:
适用专业:过程装备与控制工程
学时:46        学分:2.5         
课程类别:专业方向课
课程性质: 限选课
一、课程的性质和目的
 过程流体机械是本专业的一门主干专业课程。通过学习使学生对过程工业中常见的流体输送机械的结构形式,工作原理、工作特点有清楚的认识,基本概念清楚,具有必要的计算能力,培养学生具有正确选择、合理使用、技术维护及技术改造的基本能力。
二、课程教学内容

(一)、活塞式压缩机热力学
基本内容
1、绪论
流体机械的基本概念及分类,本课程的研究对象和主要内容。
2、热力学理论基础
能量方程(焓值方程、伯努力方程)
3、活塞式压缩机级的热力学
级的理论循环,实际循环,排气量,排气温度及排气压力,循环功、功率及效率。
4、活塞式压缩机的多级压缩
采用多级压缩的原因,级数选择及压力比分配原则,多级压缩机的排气量,压缩机的复算性热力计算。
5、活塞式压缩机排气量调节
调节原理,常用调节方法。
教学重点:
着重于活塞式压缩机的排气量、排气温度、功率消耗的教学。

(二)、活塞式压缩机动力学
基本内容:
1、活塞运动分析,活塞式压缩机中的作用力分析;
2、惯性力及惯性力矩的平衡;
3、切向力图,总切向力图的概念及其飞轮矩计算。
教学重点:
着重于活塞式压缩机的受力、惯性力的平衡、飞轮矩的确定的教学。

(三)、活塞式压缩机结构与零部件
基本内容:
1、活塞式压缩机总体结构及选型原则
主要结构形式及适用性,主要结构参数。
2、活塞式压缩机主要零部件
活塞组件、密封组件的基本结构、工作特点及工作原理,气阀组件的基本结构、工作特点及工作过程,影响气阀性能的主要因素。气缸组件的结构形式简介,曲轴——连杆机构的结构简介。
3、活塞式压缩机的辅机系统
润滑方式,润滑油选择原则。安全装置和冷却装置简介。
教学重点:着重于活塞式压缩机的结构选型、气阀、密封的教学。

(四)、离心泵部分
基本内容:
1、离心泵的基本结构及工作原理
基本结构形式,工作过程,基本参数,分类
2、离心泵的基本方程及能量分析
欧拉方程,理论扬程(能头),静扬程,动扬程,反作用度,叶片离角对扬程及反作用度的影响,有限叶片数对理论扬程的影响。性能曲线。
3、离心泵的汽蚀及吸入特征
汽蚀概念、汽蚀余量、吸入真空度,最高安装尺寸,提高泵抗汽蚀性能的措施。
4、 输送粘性液体时泵性能换算
粘性对泵性能的影响,性能换算
5、离心泵的相似原理及应用
相似的概念,比转数,相似定律、比例定律及应用,叶轮的切割。
6、离心泵的工作点
管路特性的基本概念。工作点的确定。
7、心泵的串并联工作
串联方式及装置特性,并联方式及装置特性。串并联工作时装置的工作点及各泵的工作点确定。
8、离心泵的主要零部件
叶轮、吸液室、压液室结构,离心泵的密封装置的结构形式及特点,轴向力和径向力的概念,轴向力的平衡方法简介。
教学重点:
着重于活塞式离心泵的结构选型、汽蚀、性能换算、工作特性的教学。

(五)、离心压缩机部分
基本内容:
1、离心式压缩机的基本结构及工作原理
基本结构形式,基本工作原理。理论能头,总功能头,功率,效率,级能量损失的概念,级的性能曲线。
2、离心式压缩机的相似原理及应用
相似条件,特征马赫数,完全相似时的性能换算,近似相似时的性能换算(绝热指数相等但特征马赫数不等时)
3、心式压缩机的性能及调节
离心式压缩机的性能曲线,最大流量工况和最小流量工况,喘振概念及控制方法,离心式压缩机工作量的确定,调节原理及常用调节方法。
4、离心式压缩机主要零部件
叶轮、扩压口及蜗壳的结构简介,气体在扩压器及蜗壳中的流动特点,轴向力的平衡方法简介,迷宫密封、浮环密封的基本结构型式及密封原理。
教学重点:着重于活塞式离心压缩机的结构选型、相似、性能换算、工作特性的教学。

(六)、其它部分
基本内容:
1、分离及过滤设备的基本结构及工作原理
基本结构形式,基本工作原理。
2、分离及过滤设备的基本性能换算
3、分离及过滤设备的调节与选型
教学重点:
着重于分离及过滤设备的结构选型、性能换算、工作原理的教学。

三、课程教学的基本要求
通过学习,学生应达到下列要求:
① 对课程中的基本概念和基本分析方法有明确的认识。
② 对影响流体机械经济性、可靠性的因素有清楚的认识,并具有初步分析的能力。
③ 能熟练地进行活塞式压缩机复算性热力计算
④ 对相似定律有明确的认识,并能将其应用于离心泵及离心式压缩机进行性能换算。??
⑤ 应能较熟练地进行与离心泵汽蚀有关的计算。
⑥ 对流体机械的调节方法应具有明确认识。对各种调节过程中,流体机械性能的变化具有初步的分析能力。
⑦ 对流体机械的性能试验方法有基本的认识及初步掌握。
⑧ 对常见流体机械的基本结构形式有初步的认识
四、课程学时分配

讲课内容
学时

1、活塞式压缩机热力学部分(含实验)

6

2、活塞式压缩机动力学部分

6

3、活塞式压缩机结构与零部件

3

4、离心泵部分(含实验)

12

5、离心式压缩机部分

14

6、其它部分

5

合计

46


五、建议教材与教学参考书
   [1] 姜培正主编 《过程流体机械》 化学工业出版社  2005年;
   [2] 潘永密、李斯特主编 《化工机器》 化学工业出版社  1987年;
   [3] 汪云英、张湘亚主编 《泵与压缩机》石油工业出版社  1985年;
   [4] 郁国章主编 《容积式压缩机技术手册》 机械工业出版社  2000年;
版权◎西安石油大学材机械工程学院2008