流體輸配管網(wǎng)參考教案

1、參考教案說明建筑環(huán)境與設備工程本科教學改革的中心任務是拓寬專業(yè)口徑、增強適應性。平臺課程的設置是為了實現(xiàn)“拓寬專業(yè)面，增強適應性”的重要手段。流體輸配管網(wǎng)課程是系統(tǒng)闡述建筑環(huán)境與設備工程專業(yè)各種工程中普遍涉及的流體輸配工程技術原理與方法的一門專業(yè)平臺課程。與本專業(yè)有關的流體輸配管網(wǎng)，種類很多，技術繁雜。同時，平臺課的教學計劃學時又非常有限。流體輸配管網(wǎng)課程理論教學48學時。若采用原來專業(yè)課的教學方法，面面俱到，講授新構成的平臺課程，難以獲得好的教學效果。流體輸配管網(wǎng)課程教學的兩個關鍵是：）必須把本專業(yè)各類流體輸配管網(wǎng)共同的技術原理和方法講深、講透，講完整，即構造一個共性體系；）要注意平臺課溝通

2、基礎課與專業(yè)課的橋梁作用，不能脫離具體的工程實踐，講成純粹的網(wǎng)絡理論。共性原理要能解決個性（具體管網(wǎng)）問題。教學要求有一定的課外作業(yè)，幫助學生鞏固知識、加深理解，為此，我們編制了習題集，環(huán)狀管網(wǎng)水力計算與水力工況分析軟件是我們根據(jù)教學需要開發(fā)的，供學生上機學習。從素質(zhì)教育高度講，要重視培養(yǎng)學生的工程師素質(zhì)，注意聯(lián)系工程實際，引入工程概念，逐步養(yǎng)成工程意識。大三學生，要注意培養(yǎng)自學能力，教材內(nèi)容不宜一一詳講。通過作業(yè)促使學生看書學習，加強對學習困難學生的輔導。本教案與流體輸配管網(wǎng)Powerpoint課件、教學用計算機分析軟件、習題與解答等教學資料結(jié)合使用。第一章 流體輸配管網(wǎng)型式與裝置教學內(nèi)容分

3、析：介紹工程中的各類流體輸配管網(wǎng)；介紹流體輸配管網(wǎng)功能與作用、型式、主要組成部件與裝置；分析總結(jié)流體輸配管網(wǎng)的共性；歸納基本概念。本章的教學思路是從個別到一般，從具體到抽象，從實際到理論；講授特點是描述性介紹與總結(jié)歸納相結(jié)合。本章的內(nèi)容主要是給學生看的，沒有必要逐一描述講解本章教材中的各種管網(wǎng)型式與裝置?？梢栽趯W生所完成的認識實習的基礎上，直接總結(jié)歸納本章的知識要點。也可以從教材中選講少數(shù)具體管網(wǎng)，從中歸納總結(jié)知識要點。宜氣體、液體、多相流管網(wǎng)選講一個，也可以是教師最熟的或?qū)W生最感興趣的。第1、學時教學重點：管網(wǎng)的基本組成及其功能。教學難點：枝狀管網(wǎng)與環(huán)狀管網(wǎng)、開式管網(wǎng)與閉式管網(wǎng)的概念；管網(wǎng)的

4、分級與水力相關性。其他內(nèi)容：這是本門課程的第一堂課，所以要首先交待本門課程在專業(yè)中的地位與作用；與其他課程的聯(lián)系；課程的主要內(nèi)容與教學任務及教學基本要求；主要的教學手段與學習方法；學習紀律要求等。教學方法：引言：列舉自然界中的流體輸配管網(wǎng)如人體呼吸系統(tǒng)、血液循環(huán)系統(tǒng)、植物的水分輸送系統(tǒng)、江河系統(tǒng)等；工程中的流體輸配管網(wǎng)如西氣東輸、城市和建筑供熱管網(wǎng)與給排水管網(wǎng)、空調(diào)通風管網(wǎng)等，說明本課程的普遍意義和重要作用，激發(fā)學生的學習興趣。舉例認識以下管網(wǎng)：、廚房排煙管網(wǎng)系統(tǒng)。依照人們?yōu)閷崿F(xiàn)排煙的目的如何安裝各種裝置、構建管網(wǎng)、完善功能的線索，引導學生認識管網(wǎng)的組成、功能。緊接著對管網(wǎng)組成的進行歸納：管道

5、系統(tǒng)動力調(diào)控裝置末端設備。通過對該管網(wǎng)特點的分析，引出開式管網(wǎng)、枝狀管網(wǎng)、匯流與分流等概念。、西氣東輸接續(xù)管網(wǎng)介紹管網(wǎng)的組成。結(jié)合管網(wǎng)分析，建立管網(wǎng)分級、環(huán)狀管網(wǎng)的概念。、建筑物采暖系統(tǒng)按照自然循環(huán)采暖系統(tǒng)機械循環(huán)采暖系統(tǒng)蒸汽采暖系統(tǒng)的次序進行介紹，結(jié)合前面的有關概念如枝狀與環(huán)狀、開式管網(wǎng)等概念進行分析，并引出閉式系統(tǒng)的概念、同程式與異程式系統(tǒng)的概念；對比自然循環(huán)與機械循環(huán)，歸納動力源的種類；認識管網(wǎng)工作中的流體相變現(xiàn)象，認識特殊功能設備“疏水器”。、城市供熱管網(wǎng)與建筑物采暖的整體供熱系統(tǒng)介紹系統(tǒng)的組成。結(jié)合講解，進一步深化學生對枝狀與環(huán)狀、開式與閉式等概念的認識。介紹一次網(wǎng)與二次網(wǎng)的概念以及

6、管網(wǎng)之間的連接，簡要分析采用不同連接方式的原因。重點闡述上下級管網(wǎng)之間“水力相關性”的概念。、氣力輸送系統(tǒng)介紹系統(tǒng)組成，分析其特點。重點講述多相流的概念。教學手段：描述介紹的管網(wǎng)用多媒體圖片展示給學生。第學時教學重點：管網(wǎng)共性歸納。教學方法：從以下方面：）管網(wǎng)的功能：輸、配流體（簡要引申：輸送能量）；）管網(wǎng)的基本組成：管道、動力、調(diào)控、相關裝置；）管網(wǎng)的基本類型：按管內(nèi)流體與管外流體的關系、動力的性質(zhì)、流向的確定性、流程路徑長短；）管網(wǎng)的分級與連接：水力相關與否等分類。要求學生看書、查閱參考材料，結(jié)合認識實習，通過對具體管網(wǎng)特性的分析和不同管網(wǎng)共性的總結(jié)，深化對管網(wǎng)組成、功能及相關概念的認識。

7、第二章氣體輸配管網(wǎng)水力特征與水力計算教學重點：重力、壓力及重力和壓力綜合作用的種氣體管流的水力特征；流體輸配管網(wǎng)水力計算的基本原理和方法，相關概念，環(huán)路與環(huán)路位壓，壓損平衡與阻力平衡，動靜壓的相互轉(zhuǎn)換。教學難點：環(huán)路與環(huán)路位壓的概念；壓損平衡與阻力平衡，動靜壓的相互轉(zhuǎn)換與均勻送風原理；水力計算的概念及其基本方法。第學時教學方法：由于學生熟悉管流能量方程，以此為基礎，引導學生一起以分析、歸納各種氣體管流的水力特征。氣體管網(wǎng)的水力特征氣體管流的動力分析（）斷面之間的能量方程依次分析：）豎向開口管道；）形豎向開口管道；）豎向閉式管網(wǎng)從流動能量方程直接引出壓力管流水力特征；重力和壓力綜合作用的管流水力

8、特征。重點分析位壓，引出環(huán)路的概念及環(huán)路位壓的計算通式；動力可以來源于管內(nèi)外的密度差，也可來自于兩段連通豎管的密度差。分析全壓差；歸納出：氣流從一個斷面流到另一個斷面的動力，壓力流、重力流、綜合作用（注意重力與壓力作用方向一致或相反對流動動力的影響）；強調(diào)動力阻力平衡的概念；動壓靜壓相互轉(zhuǎn)換的概念。（）小結(jié)：）氣體管網(wǎng)的動力構成及對氣流運動的作用；）動力源。第、學時氣體輸配管網(wǎng)阻力分析教學方法：在回顧流體力學知識的基礎上進行。（）阻力構成：沿程摩擦阻力，局部阻力。（）沿程摩擦阻力簡要分析沿程摩擦阻力產(chǎn)生的原因。計算通式 對于管道材料、斷面尺寸、流體密度及流量不變化的一段，有： 分析：密度變化的

9、情況。引向工程實際，工程中造成密度變化的案例（海拔高度、環(huán)境溫度、工作壓力等）。分析： 的影響因素。指出：公式繁多，不同的情況應有不同的計算公式，應用時要注意公式、圖表的使用條件。（學生結(jié)合作業(yè)自己查找公式、圖表，不詳細介紹）明確提出，不要死記硬背公式，更要強調(diào)實際工程千變?nèi)f化，往往和公式、圖表條件不一致?！靶拚钡闹匾院头椒āＲ龑W生認識到“修正”是科學和工程技術的重要方法，從死板的形而上學到科學的辯證的準確，即含有允許誤差的精確。（）局部阻力簡要分析局部阻力產(chǎn)生的原因。分析：局部阻力系數(shù)的影響因素。引向工程實際。指出查找局部阻力系數(shù)的資料來源，強調(diào)應注意 對應的動壓；簡要分析局部阻力之間

10、的相互影響，引申出管道設計布置時的注意事項。管內(nèi)流速分析指出：設計流體輸配管網(wǎng)是為了輸送要求的流量，因此，管內(nèi)流速是設計者可以主觀確定的一個參數(shù)。強調(diào)是一個十分重要的技術經(jīng)濟參數(shù)，主觀確定不是隨意確定，要從技術經(jīng)濟和環(huán)境等方面綜合分析才能確定合理的流速。分析：流速值不同產(chǎn)生的影響：阻力，穩(wěn)定性，噪聲，造價，能耗等。引向工程實際，可用工程案例分析。第、學時流體輸配管網(wǎng)水力計算的基本原理與方法本章重點教學內(nèi)容。教學方法：引言：闡釋清楚管網(wǎng)水力計算的目的（為什么要進行管網(wǎng)水力計算？）基本目的保證流體的輸送、分配。直接目的為保證要求的總流量和流量分配，確定管道尺寸和動力大小或判斷已有的管道尺寸和動力大

11、小是否滿足流體輸配的要求?；驹恚ǎ┕芏蔚淖枇Π爻棠Σ磷枇εc局部阻力；（）串聯(lián)管路總阻力各個串聯(lián)管段阻力之和；（）不包含動力源的并聯(lián)管段阻力相等；（）閉合環(huán)路阻力與動力的代數(shù)和為零。重點強調(diào)這是基本規(guī)律，若違背它，則環(huán)路流量必然發(fā)生變化，自動滿足這一規(guī)律，但這時的流量不是設計的流量?；绢愋图坝嬎隳繕耍ǎ┰O計性計算：已知管網(wǎng)布置、管網(wǎng)各處的流量需求。確定管網(wǎng)所有管道的斷面；確定管網(wǎng)對動力的需求。（）校核性計算：已知管網(wǎng)布置、結(jié)構尺寸、動力一般也是確定的。確定管網(wǎng)各處的流量需求是否得到滿足。常用方法（）假定流速法。介紹基本步驟；強調(diào)關鍵參數(shù)：流速；指出適用條件動力大小待定。舉工程實例。（）

12、壓損平均法。介紹基本步驟；強調(diào)關鍵參數(shù)：平均壓損；指出適用條件資用壓力已定。舉工程實例。（）靜壓復得法。介紹基本思路；強調(diào)關鍵參數(shù)：出口靜壓；指出適用條件要求均勻分配流量。舉工程實例。氣體輸配管網(wǎng)的水力計算開式、枝狀、不可壓縮、無位壓的例子例采用假定流速法。示例講解最不利環(huán)路的計算和一個并聯(lián)管路的平衡計算。重點強調(diào)流速的選取、最不利環(huán)路的概念、阻力平衡。要求學生學習例，對困難學生加強課后輔導答疑。均勻送風管道分析實現(xiàn)均勻送風的技術原理。要求學生結(jié)合作業(yè)學習例，對困難學生加強課后輔導答疑。開式、有位壓的氣體管道水力計算復習位壓的概念及其在管道流動中的作用。舉例分析建筑燃氣管網(wǎng)中的動力情況（例子：

13、重大某“上有九重天，下有十八地獄”的樓房）。要求學生結(jié)合作業(yè)學習例，引導學生思考建筑燃氣管網(wǎng)為什么可以不進行阻力平衡，灌輸工程概念。對困難學生加強課后輔導答疑。 第三章液體輸配管網(wǎng)的水力特征與水力計算第、學時教學方法：在教學中要突出與氣體管網(wǎng)的區(qū)別、特殊性、特點，同時也要提煉二者的共性。水力特征斷面之間的水力特征分析兩斷面之間的能量方程：，液體管網(wǎng)的位壓作用很強。（強調(diào)這是液體管網(wǎng)與氣體管網(wǎng)之間的主要區(qū)別之一，或是液體管網(wǎng)的主要水力特征之一。）則：（）不考慮液體密度變化時，根據(jù)（）有：（）開式液體管網(wǎng)的水力特征開式管網(wǎng)，當管網(wǎng)進口與出口均與大氣相通時，有：  &#

14、160;        （）即動力用來克服流動阻力（包括進、出口損失）和提升液體。若進口是密閉有壓空間或與連接在上一級管網(wǎng)，則應根據(jù)（）式確定。閉式液體管網(wǎng)的水力特征（）復述環(huán)路、閉式管網(wǎng)的概念。再次提醒不要混淆閉式管網(wǎng)與環(huán)狀管網(wǎng)的概念。（）重力循環(huán)閉式管網(wǎng)環(huán)路的水力特征以熱水采暖管網(wǎng)為例進行分析。 環(huán)路位壓動力：指出與氣體環(huán)路遵循同一規(guī)律，是二者的共性。 環(huán)路循環(huán)方向。 包含共同管段的不同環(huán)路的環(huán)路位壓。這是難點，也是要提煉的共性，結(jié)合具體管網(wǎng)圖分析。 并聯(lián)管段的資用動力。 并聯(lián)管段的流量分配規(guī)律。強調(diào)并聯(lián)管段的資用動力不

15、同時的流量分配特點。這是難點，也是要提煉的共性，結(jié)合具體管網(wǎng)圖分析。（）機械循環(huán)閉式液體管網(wǎng)的水力特征 環(huán)路動力阻力平衡關系：指出同樣適用于氣體管網(wǎng)，是共性。 并聯(lián)管段的資用動力課堂思考：冷熱源在管網(wǎng)的不同位置時的循環(huán)流動方向。課堂小結(jié)：動力阻力平衡；環(huán)路；資用動力的概念。第、學時教學方法：突出與氣體管網(wǎng)在方法上的共性及具體技術細節(jié)上的區(qū)別。水力計算開式液體管網(wǎng)的水力計算假定流速法。實質(zhì)與氣體管網(wǎng)相同，是共性。特別是與建筑燃氣管網(wǎng)共性多，在對流體輸配的要求上具有相似的特點；而與通風空調(diào)風管系統(tǒng)的主要差別也是在對流體輸配的要求上，由此造成水力計算細節(jié)上的差異。教育學生工程上要重視服務對象的要求的

16、特點，是工程師素質(zhì)的培養(yǎng)。以建筑給水管網(wǎng)為例，介紹這類管網(wǎng)水力計算的特點：（）計算流量考慮同時使用系數(shù)（）阻力平衡的特點一般不進行平衡。（引申：為什么？）學生自學例。重力循環(huán)閉式管網(wǎng)的水力計算以雙管系統(tǒng)為例。（）計算資用動力最小、最遠環(huán)路的資用動力。（）確定該環(huán)路管徑，講解平均比摩阻的概念。（）計算各個管段的阻力。（）計算其他環(huán)路。重點講清：并聯(lián)管段的資用動力的確定方法。機械循環(huán)閉式管網(wǎng)的水力計算（）計算最不利環(huán)路的阻力已知流量假定流速選擇管徑計算阻力（）確定管網(wǎng)循環(huán)動力（）計算其他環(huán)路。計算資用動力選擇管徑計算阻力進行阻力平衡。小結(jié)：水力計算的共性與差異，假定流速法的基本步驟；阻力平衡的實質(zhì)

17、。 第四章多相流管網(wǎng)的水力特征與水力計算 教學重點：水力特征的重點是同一管道中，不同密度的流體之間的相互影響阻礙與拖動作用；水力計算的重點是：如何借用單向流（氣或液）管網(wǎng)的水力計算方法，混合密度、非主流體對主流體的阻力。第、學時教學重點：建筑排水管網(wǎng)與蒸汽供暖（熱）管網(wǎng)液氣兩相流的水力特征與水力計算。教學方法：4液氣兩相流的水力特征與水力計算液氣兩相流管網(wǎng)的水力特征（）無相變，重點研究以液體運動為主體的流動，如建筑排水管網(wǎng)。 （）橫管內(nèi)的流動。講解現(xiàn)象，分析豎管轉(zhuǎn)向橫管的能量方程。水封的概念。（）豎管內(nèi)的流動。分析管內(nèi)壓力變化和水流狀態(tài)，重點分析保證正常排水和增大排水能力的

18、關鍵技術原理。建筑排水管網(wǎng)的水力計算提要：非滿管流、通氣管系設計、橫管與立管的區(qū)分等特性。主要學生自學。汽液兩相流管網(wǎng)的水力特征與水力計算有相態(tài)的變化。以蒸汽供熱管道為例。水力特征蒸汽主動，凝結(jié)水從動。液相的慣量大。在轉(zhuǎn)彎處可能產(chǎn)生水擊。避免水擊的技術措施：盡量采用汽水同向流動。室內(nèi)低壓蒸汽管網(wǎng)水力計算近似按汽體單相流處理。簡要分析理由。分析：流動的動力入口的蒸汽壓力；指出適合動力已定的情況，適合的水力計算基本方法壓損平均法。分析：密度變化的處理?；竟剑?查表計算，注意控制參數(shù)的取值。室內(nèi)高壓蒸汽管網(wǎng)水力計算基本原理同低壓蒸汽管網(wǎng)。，簡要分析理由。室外蒸汽供熱管網(wǎng)計算原理與熱水管道一致。計

19、算采用查表方法。注意修正：密度修正；值修正。以上學生自學例題。通過課后作業(yè)加強學生理解和實際動手設計計算能力。第、學時教學重點：凝結(jié)水管網(wǎng)與氣固兩相流管網(wǎng)的水力特征與水力計算。教學方法：凝結(jié)水管網(wǎng)的水力特征與水力計算（）水力特征以包括各種流動狀況的凝結(jié)水回收系統(tǒng)為例，分析各段的流動特征。重點講解乳狀混合物兩相流段。處理方法：兩相流簡化為單向流。關鍵：混合物密度的計算方法。（）水力計算學生自學例、例。氣固兩相流的水力特征與水力計算水力特征（）懸浮速度與沉降速度的概念（）流動的推動力（）氣流遇到的阻力流態(tài)與阻力特征分析關鍵參數(shù)（）料氣比（）輸送速度（）速比阻力計算關鍵思路：總阻力氣流流動阻力物料阻

20、力以喉管阻力為例進行簡要分析。章總思考題：從管網(wǎng)的構成、裝置；水力特征；水力計算方法對工程中的各類管網(wǎng)進行分析總結(jié)。重點在從特殊性中提煉共性基本的規(guī)律、原理、方法等。第五章泵與風機的理論基礎 教學重點：工程中有關使用泵與風機的理論。教學難點：歐拉方程的物理意義；泵與風機的性能曲線；相似率與比轉(zhuǎn)數(shù)及其應用。第、學時教學重點：離心式泵與風機的基本結(jié)構和工作原理。歐拉方程的物理意義；泵與風機的主要性能參數(shù)。教學難點：歐拉方程的物理意義。教學方法：展示圖片，獲得感性認識；多舉實例并引導學生思考。離心式泵與風機的基本理論離心風機講解離心風機的結(jié)構。離心水泵比較離心風機與離心水泵的結(jié)構不同之處。

21、思考：為什么離心式風機不需要軸封？以上兩項內(nèi)容，可在認識實習中進行。離心式泵與風機的工作原理及性能參數(shù)工作原理簡要介紹工作原理。指出：水泵工作前需要灌滿水。性能參數(shù)（）流量。提示：流量隨工作條件變化會發(fā)生變化。（）全壓與揚程。提示：揚程是能量的概念，不能簡單認為是“能把水抽多高”。辨析：一臺額定流量120kg/h、揚程50m的水泵，一定能把120kg/h的水抽升50m高嗎？（）功率。有效功率，軸功率。注意功率與流量及揚程的關系。 （）效率（）轉(zhuǎn)速基本方程歐拉方程絕對速度、相對速度、牽連速度的關系         流

22、體在葉輪中運動的速度三角形速度三角形；絕對速度沿徑向與周向的分解。歐拉方程（）基本假定恒定流；不可壓縮；理性流動（忽略流動能量損失）；葉片無限多，無限薄。（）建立方程依據(jù)動量矩定理，流體進出口動量矩變化等于外力矩。；故得：，即為歐拉方程。 討論：）此為理論揚程關系式，忽略了內(nèi)部葉輪運動過程，它只與進出口速度三角形有關。） 與密度無關。注意其單位不是m水柱。歐拉方程的修正點假設的前兩項成立。葉片有限的修正。簡要講解“軸向渦流”的概念。，環(huán)流系數(shù)修正。第、學時教學重點：泵與風機的性能特點及泵與風機的構造對性能的影響。教學難點：泵與風機的性能曲線。教學方法：結(jié)合多媒體圖件分析講解。重點強調(diào)

23、泵與風機的性能不是一成不變的。泵與風機的損失與效率流動損失及效率泄漏損失及效率輪阻損失及效率泵與風機的功率與效率分清有效功率、內(nèi)功率、軸功率、配用電機的概念。性能曲線及葉型對性能的影響三條曲線                              葉型對性能的影響 分析前向、徑向、后向型葉片的全壓構成特點。主要分析動壓成分及

24、對性能的影響。泵與風機的實際性能曲線理論曲線歐拉方程；實際性能曲線按標準試驗方法測定的曲線，包含泵與風機自己的損失；管網(wǎng)中的性能曲線包含管網(wǎng)對泵、風機的影響。示例：離心風機性能曲線的大致形狀。泵與風機的性能試驗方法（學生實作試驗）測定得到產(chǎn)品樣本、性能曲線（表）、銘牌參數(shù)。提示學生：試驗系統(tǒng)是按盡可能避免管網(wǎng)對泵與風機性能影響組成的，試驗中注意這些措施。引導學生思考，當不滿足標準的試驗條件時，測出的性能曲線（表）會有什么變化？這有什么工程意義？第、學時教學重點：相似律與比轉(zhuǎn)數(shù)的理論及應用。教學難點：相似律與比轉(zhuǎn)數(shù)的理論及應用。教學方法：相似律與比轉(zhuǎn)數(shù)相似原理（）相似條件幾何相似；運動相似；動力

25、相似。關系：通過幾何相似和動力相似達到運動相似。分析動力相似：主要作用的動力；動力變化是否已不影響所研究的問題（如自模區(qū)）。（）入口速度三角形相似由入口速度三角形相似推出流量系數(shù)相等。由此得到離心式泵與風機相似的條件歸結(jié)為：幾何相似、流量系數(shù)相等、雷諾數(shù)和歐拉數(shù)相等。相似律的應用（重點講解，示例）（）全壓系數(shù)及相似風機（泵）的全壓、揚程換算關系（）功率系數(shù)及相似風機（泵）的功率換算關系（）效率相等。（）性能曲線無因次化。相似風機（泵）的無因次性能曲線相同。應用及換算關系。（）同一水泵（風機）變化運行條件的性能參數(shù)換算比轉(zhuǎn)數(shù)比轉(zhuǎn)數(shù)的定義式。雙進風（液）、兩級串聯(lián)的泵與風機的比轉(zhuǎn)數(shù)計算式。比轉(zhuǎn)數(shù)的

26、應用：劃分泵（風機）的類型，用于泵與風機選型；反映幾何形狀；用于泵與風機設計。學生自學其他常用泵與風機。第3、4學時階段總結(jié)。課堂討論：主題1：水力計算在流體輸配管網(wǎng)工程設計和運行調(diào)控中的作用。主題2：各種工程管網(wǎng)水力計算方法有什么共同之處？有何差異？ 主題3：各種泵與風機的性能特點。 習題講解。第六章泵、風機與管網(wǎng)系統(tǒng)的匹配 教學重點：管網(wǎng)特性曲線的概念與繪制方法；管網(wǎng)系統(tǒng)中泵、風機的運行曲線與工況點的概念、確定方法；泵與風機的聯(lián)合運行及其工況點；工況調(diào)節(jié)。教學難點：泵與風機的聯(lián)合運行及其工況點；工況點的調(diào)整。第5、6學時教學重點：系統(tǒng)效應與管網(wǎng)系統(tǒng)中泵、風機的運行曲線與工況點的概

27、念、確定方法。教學難點：泵與風機的工況點。教學方法：管網(wǎng)特性曲線相關概念與原理回顧能量方程：兩斷面之間的能量方程：（）液體管網(wǎng)的位壓作用很強。動壓所占比例很小，不考慮液體密度變化時，則：開式管網(wǎng)，當管網(wǎng)進口與出口均與大氣相通時，有：閉式液體管網(wǎng)有：簡要分析：（）式表明的是一個環(huán)路的動力與阻力平衡的概念；若在閉式管網(wǎng)中的一個局部的兩個斷面，應使用（）式，此時應計算。引申：某個管段設置動力，但動力決不只是作用在該管段，該管段消耗的動力一定和它的流動阻力相等，此時該管段出口斷面一定還有相當?shù)氖Ｓ嗄芰?。（）氣體管網(wǎng)常見空調(diào)通風管網(wǎng)，忽略位壓時，從一個大空間到另一個大空間，忽略動壓，則：沿一個閉合回路：

28、式（）、（）分別與（）、（）有相同的形式。（）、（）何以看做是（）、（）的特例。它們表達了特定的流體輸配管網(wǎng)中動力與阻力的關系；或者說，需求的動力隨流量變化的關系。以上內(nèi)容，由于學生對能量方程比較熟悉，簡要回顧。管網(wǎng)特性曲線重點講解管網(wǎng)特性曲線的力學意義。示例管網(wǎng)特性曲線圖。阻抗                    計算式分為質(zhì)量流量阻抗和體積流量阻抗。簡要分析影響阻抗的因素，指出在流動的阻力平方區(qū)，阻抗

29、只由管路條件決定。管路串聯(lián)阻抗：； 6.4 系統(tǒng)效應與工況點（1）系統(tǒng)效應即是管網(wǎng)系統(tǒng)對泵與風機性能的影響。回顧泵與風機性能試驗的條件以及泵與風機的基本理論，分析產(chǎn)生“入口效應”、“出口效應”的原因，歸納總結(jié)與管網(wǎng)連接時減少“系統(tǒng)效應”的技術措施。（將教材7.1.1、7.1.2（）、7.4.3的相關內(nèi)容綜合，這幾部分的內(nèi)容不再講。）這又是一個幫助學生建立工程觀念、培養(yǎng)工程師素質(zhì)的結(jié)合點。（2）工況點的概念與求取方法（3）工況點的穩(wěn)定性（4）喘振的概念（5）泵與風機的最佳工作區(qū)第7、8學時6.5泵與風機的聯(lián)合運行（）并聯(lián)運行講清以下要點：）并聯(lián)運行的特性曲線；）并聯(lián)運行后管網(wǎng)的工況點及

30、每臺泵（風機）各自的工況點；）并聯(lián)運行后管網(wǎng)的工況特點；）各自單獨在管網(wǎng)中運行的工況點；）合理利用并聯(lián)運行（）串聯(lián)運行講清以下要點：）串聯(lián)運行的特性曲線；）串聯(lián)運行后管網(wǎng)的工況點及每臺泵（風機）各自的工況點；）串聯(lián)運行后管網(wǎng)的工況特點；）各自單獨在管網(wǎng)中運行的工況點；）合理利用串聯(lián)運行。泵（風機）的聯(lián)合工作的工況分析是教學重點，除分析講解以上內(nèi)容外，各舉一例分析計算以幫助學生加深理解。要求學生非常清楚地區(qū)分，串并聯(lián)運行的“特性曲線”和“運行工況”，不要混淆。根本區(qū)別是“特性曲線”只是泵（風機）自身的特性，“運行工況”是泵（風機）與管網(wǎng)的結(jié)合。輸出流量、揚程（全壓）的變化是由工況點確定的。第29

31、、30學時教學重點：工況調(diào)節(jié)的概念和方法。教學難點：改變泵與風機并聯(lián)運行臺數(shù)進行調(diào)節(jié)的工況分析；變速調(diào)節(jié)工況分析；切削律及其應用。教學方法：6泵（風機）的工況調(diào)節(jié)6調(diào)節(jié)管網(wǎng)的性能（）液體管網(wǎng)原理：利用“工況點”的求取圖講解。簡要分析調(diào)節(jié)的利弊。工程應用：已知水泵（風機）的性能；管網(wǎng)的特性，要求管網(wǎng)的流量達到某個值，應怎樣應調(diào)節(jié)管網(wǎng)？舉實例分析此問題。（實例為綜合例題）（）氣體管網(wǎng)氣體管網(wǎng)調(diào)節(jié)時風機的特性曲線要改變。注意調(diào)節(jié)閥的安裝位置在兩類管網(wǎng)中的區(qū)別。6調(diào)節(jié)泵（風機）的性能（）變速調(diào)節(jié)原理：因?qū)W生已比較熟悉相似理論， 故直接點出原理。工程應用：已知水泵（風機）在轉(zhuǎn)速n時的性能；管網(wǎng)的特性，要

32、求管網(wǎng)的流量達到某個值，轉(zhuǎn)速應調(diào)節(jié)到多少？舉實例分析此問題，強調(diào)“相似工況曲線”的概念。（實例為綜合例題）調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速的方法。（）離心風機的進口導流器調(diào)節(jié)簡要圖示分析原理。（）變徑調(diào)節(jié)原理：兩個切削率的推導。工程應用：已知水泵（風機）的在直徑時的性能；管網(wǎng)的特性，要求管網(wǎng)的流量達到某個值，直徑應為多少？舉實例分析此問題，強調(diào)“切削曲線”的概念。（實例為綜合例題。）6幾種工況調(diào)節(jié)方法的能耗特點比較6綜合實例因此部分內(nèi)容在實際工程中很重要，對例和進行綜合，并增加.2.3的內(nèi)容。通過實例進行比較計算，加深學生的理解和加強學生應用基本理論分析問題的能力。 泵與風機的安裝位置重點講解水泵的安裝高度的確定。屬

33、于水壓圖分析在工程問題中的實際應用，講清楚氣蝕的概念、水泵的安裝高度的計算方法，第七章中不再講解。此處只分析吸入管路中的能量變化，不詳細講水泵內(nèi)部的能量變化。           實際氣蝕余量應大于允許臨界氣蝕余量。從而限制了水泵的安裝高度。工程中直接計算此限制高度值。對自由液面提升的情況，限制泵前真空度即允許吸上真空高度，從而使水泵內(nèi)部壓力最低點保持一定的氣蝕余量： 注意不同使用情況應對 修正。熱水管路，采用灌注式，則：講一個計算例題。6泵、風機的選用敘述性介紹內(nèi)容，但應注意建立起一

34、些工程概念。6常用泵（風機）的適用范圍及綜合性能圖, 枝狀管網(wǎng)水力工況分析與調(diào)節(jié) 教學重點分析：管網(wǎng)壓力分布圖的概念與繪制方法；調(diào)節(jié)閥的特性與選擇計算方法；水力工況分析的概念與基本原理。教學難點分析：管網(wǎng)壓力分布圖的繪制方法；水力工況分析的基本原理。第31、32學時教學重點：管網(wǎng)特性曲線的概念與繪制方法；液體管網(wǎng)壓力分布圖的概念與繪制方法。教學難點：液體管網(wǎng)壓力分布圖的概念與繪制方法。教學方法：71管網(wǎng)系統(tǒng)壓力分布本章重點。學生會繪制壓力分布圖、結(jié)合壓力分布圖對管網(wǎng)進行分析；并加深對管網(wǎng)水力特征的認識。71液體管網(wǎng)的水壓圖（由于本章最開始回顧了能量方程，學生流體力學也學過，所以直接講

35、工程應用中的水壓圖分析原理與方法，略去教材能量方程的相關內(nèi)容。）（）表達式：式（）；簡要示例一個管段。（）講清楚水壓圖的工程用途。（）示例講解：室內(nèi)熱水供暖管網(wǎng)的水壓圖。通過對比分析定壓點的位置對管網(wǎng)水壓圖和運行工況的影響，進一步加深學生對水壓圖及其用途的認識。71氣體管網(wǎng)的壓力分布圖（）表達式：壓力流管網(wǎng)，有式（）。學生已經(jīng)熟悉全壓、靜壓、動壓等概念，直接應用，不再講解。但應再次強調(diào)：動壓和靜壓可以相互轉(zhuǎn)換。（）通風管路的壓力分布圖示例講解。結(jié)合壓力分布圖的分析，進一步深入理解以下內(nèi)容：動壓靜壓相互轉(zhuǎn)換；動力阻力平衡；局部阻力與沿程阻力；氣體管路的壓力分布特性。第33、34學時教學難點：熱水

36、管網(wǎng)水壓圖的基本概念是本章的難點。主要講清楚熱水管網(wǎng)水壓圖的基本概念，進一步熟悉水壓圖的繪制方法，了解水壓圖的重要作用。具體技術細節(jié)在供熱工程中學習。教學方法：71熱水網(wǎng)路的水壓圖設計與分析熱水網(wǎng)路為閉式循環(huán)管網(wǎng)系統(tǒng)。整個熱水管網(wǎng)包括一次網(wǎng)和二次網(wǎng)。我們此處分析的是一次網(wǎng)。由于此內(nèi)容是與專業(yè)課供熱工程相關聯(lián)的內(nèi)容，教材用單線表示一次網(wǎng)，講解時畫出對應的雙線系統(tǒng)圖。闡明：）是對熱水網(wǎng)路的水壓狀況進行規(guī)劃設計。干線布置及水力計算已完成。）室內(nèi)采暖系統(tǒng)水壓圖學習時，已經(jīng)了解到靜水壓線的高度對系統(tǒng)水壓的影響很大，確定其高度是一個關鍵步驟。）靜水壓線的設計要考慮全局，兼顧各種因素。（）熱水網(wǎng)路對壓力狀況

37、的技術要求。（）靜水壓線設計。是理解掌握熱水網(wǎng)路的水壓圖設計與分析的重點、難點。結(jié)合例子詳細講解。（）水壓圖繪制。（）熱水網(wǎng)路水壓圖分析。）用戶資用動力、水壓線陡降程度及始端與末端用戶的差異。）用戶二次網(wǎng)的連接方式分析。對于水壓圖的繪制、分析因?qū)W生已掌握方法，講解時要充分調(diào)動學生的思維參與。71閉式液體管網(wǎng)系統(tǒng)定壓首先點明其實質(zhì)：保證靜水壓線達到設計要求的技術措施。介紹幾種定壓方式。（）高位水箱定壓。前已學習，不詳講。點明使用范圍。（）補水泵連續(xù)補水定壓。簡要分析原理圖。（）補水泵間歇補水定壓。簡要分析原理圖及水壓圖。（）其他定壓方式。學生自學。注意原理與適用范圍。第35、36學時教學重點：調(diào)

38、節(jié)閥的理想流量特性與工作流量特性，調(diào)節(jié)閥的選擇計算方法。教學難點：調(diào)節(jié)閥的工作流量特性。教學方法：72調(diào)節(jié)閥引言：通過調(diào)節(jié)開度調(diào)節(jié)通過的流量的機構。圖示工程中常用的調(diào)節(jié)閥。引申：調(diào)節(jié)性能要受到其所在管網(wǎng)的影響。明確本節(jié)學習目標：弄清楚調(diào)節(jié)閥的特性；會進行調(diào)節(jié)閥的選擇計算。72調(diào)節(jié)閥的節(jié)流原理闡明實質(zhì)：局部阻力可以調(diào)節(jié)的元件。流通能力的概念。說明：流通能力由閥門的結(jié)構決定；開度變化會引起的變化。72調(diào)節(jié)閥的流量特性本節(jié)重點內(nèi)容。（）流量特性的定義給出定義式，闡明開度的概念。（）理想流量特性明確理想流量特性的概念。介紹幾種理想流量特性（直線、等百分比、快開）的特點。分析可知：理想流量特性實質(zhì)是表征

39、了流通能力隨開度變化的關系，只與閥門構造有關。（）串聯(lián)管路中的工作流量特性分析的基本條件：調(diào)節(jié)閥與其串聯(lián)部件的總壓差不變。點明工程意義。（被調(diào)用戶處于多個并聯(lián)支路中，其自身調(diào)節(jié)時可認為串聯(lián)管路兩端壓差基本不變。）根據(jù)串聯(lián)管路基本關系式分析得出（簡要推導）：，為一個固定值，只取決于閥門與管路的構造，定義為閥權度。； 分析閥權度對工作流量特性的影響。舉例。通過例子指明：閥權度越接近，閥門的工作流量特性越接近理想流量特性，實際工程中應使（）并聯(lián)管路中的工作流量特性工程中大量應用串聯(lián)情況，此內(nèi)容簡單講解。針對對調(diào)節(jié)閥設有并聯(lián)旁通管路時的情況。根據(jù)并聯(lián)管路的基本關系式，分析得出： &

40、#160;       （）調(diào)節(jié)閥的實際可調(diào)比 （）三通調(diào)節(jié)閥的工作流量特性指出兩點：）總阻抗小，對兩個分支流量的分配性能好；）調(diào)節(jié)對總流量影響小。7調(diào)節(jié)閥的選擇計算方法重點，本節(jié)的學習目的。教材內(nèi)容只講了如何計算流通能力，更適合于整理調(diào)節(jié)閥的測試資料，沒有將選擇調(diào)節(jié)閥與流通能力計算結(jié)合起來，講課要補充。以水閥為例，其余類型提示注意密度的變化，不講。（）選擇流量特性一般選擇等百分比特性或線性特性。由于暖通空調(diào)領域往往是需要通過控制流量去控制換熱器提供的冷熱量，還需要考慮換熱器的流量換熱量特性。比如，換熱器的流量換熱量特性是，

41、小流量的流量變化引起的換熱量變化大，而大流量時小，為使開度換熱量成比例變化，則選擇等百分比流量特性的閥門較好。（）確定調(diào)節(jié)閥的壓差由于用戶調(diào)節(jié)閥的總壓差已知，根據(jù)閥權度的要求，可確定調(diào)節(jié)閥兩端的工作壓差。并計算串聯(lián)管路的阻抗（）確定調(diào)節(jié)閥的口徑計算對于閥門流通能力的要求。，查產(chǎn)品樣本，選擇閥門口徑。并校核實際的閥權度。第7、8學時教學重點與難點：管網(wǎng)系統(tǒng)水力工況分析方法；管網(wǎng)系統(tǒng)水力工況調(diào)整的基本原理。教學方法：7管網(wǎng)系統(tǒng)水力工況分析與調(diào)整7水力失調(diào)與水力穩(wěn)定性（）水力失調(diào)的概念（）水力失調(diào)的原因分析。注意強調(diào)管網(wǎng)設計不好帶來的失調(diào)，以使學生加深對水力計算方法及其重要性的認識。（）水力失調(diào)的影

42、響。水力失調(diào)熱力失調(diào)。（）水力穩(wěn)定性的概念7水力工況的分析方法（）基本原理。含串并聯(lián)管路的阻力規(guī)律、阻抗規(guī)律與流量分配規(guī)律。學生已熟悉。（）水泵（風機）的工況點。（重點，要強調(diào)）（）管網(wǎng)系統(tǒng)水力工況分析的基本方法與步驟指明：在已知一個確定的管網(wǎng)（布置、結(jié)構、動力源）（管段、節(jié)點、阻抗、動力源），即確定了其實際的流量分布狀況，可以通過計算分析確定。（）單動力源、枝狀管網(wǎng)暖通空調(diào)中的多數(shù)管網(wǎng)，為枝狀管網(wǎng)（盡管外形為環(huán)型）、單動力源（盡管有多臺動力設備），可以通過串并聯(lián)逐次簡化為一個環(huán)路的管網(wǎng)，有總的阻抗。用求解工況點的方法可以求解出總流量。按照串并聯(lián)管路的流量分配規(guī)律，計算管網(wǎng)的流量分布。舉例。熱

43、水網(wǎng)路。例7。教材的推導是屬于本特例的，作為例子講解，不詳講推導過程，介紹這種結(jié)構管網(wǎng)的流量分配規(guī)律（公式7、7）。（）計算機網(wǎng)絡分析方法可以計算多動力源、環(huán)狀管網(wǎng)。當然也可以計算單動力源、枝狀管網(wǎng)。在第八章中講解。第39、40學時7管路調(diào)整的工況分析（）單動力源、枝狀管網(wǎng)的初調(diào)節(jié)結(jié)構比較簡單的管網(wǎng)。示例講解一個送風系統(tǒng)的調(diào)節(jié)方法與步驟。（）平衡閥調(diào)節(jié)介紹清楚基本原理與步驟即可。平衡閥具有如下特性：）配套有智能儀表；）已知其開度和通導數(shù)的關系；）能夠顯示通過閥門的流量、壓差。）編制有專用計算程序?；驹砼c步驟：）近似認為管網(wǎng)其他部分的通導數(shù)為定值，通過調(diào)節(jié)本閥門的兩次開度，記錄下對應的開度、

44、流量、壓差，可計算出該通導數(shù)；）近似認為壓差基本不變，利用已經(jīng)求得的其余部分的通導數(shù)值，可以求出在要求流量下的閥門應該具有通導數(shù)；根據(jù)閥門的開度和通導數(shù)的關系，可以求要達到設計流量出閥門應有的開度。特點：）只需對每個閥門獨立調(diào)節(jié)。由于認為其余部分與閥門串聯(lián)，且壓差不變，有一定誤差。（）使用變更工況變化分析定量計算：用戶閥門開大的情況，講解例子，使學生對計算分析原理、步驟加深理解，同時歸納規(guī)律性。定性分析：）總管閥門節(jié)流；）干管閥門節(jié)流；用戶增設加壓泵的情況。此部分原理簡單，但綜合性強，講解時重在分析的邏輯次序一定要清晰。， 7提高管網(wǎng)水力穩(wěn)定性的途徑針對常見的單動力源、枝狀管網(wǎng)。簡要推導得出：

45、，據(jù)此得出提高穩(wěn)定性結(jié)論，結(jié)合前面學的知識，得出相應的技術措施。第八章流體輸配管網(wǎng)的計算機分析 教學重點：流體輸配管網(wǎng)的計算機分析的基本思路；節(jié)點流量的概念；流體輸配管網(wǎng)圖及其矩陣表示；恒定流管網(wǎng)特性方程組及其求解思路；環(huán)狀管網(wǎng)水力計算與水力工況分析的基本方法及計算機軟件應用。教學難點：流體輸配管網(wǎng)圖及其矩陣表示；恒定流管網(wǎng)特性方程組及其求解思路；環(huán)狀管網(wǎng)水力計算與水力工況分析的基本方法。第41、42學時教學重點與教學難點：流體輸配管網(wǎng)的計算機分析的基本思路；節(jié)點流量、流體輸配管網(wǎng)圖的基本概念。教學方法：流體輸配管網(wǎng)的計算機分析的基本思路：管網(wǎng)流動的基本規(guī)律流量、阻力、壓力；數(shù)學語言描述管網(wǎng)依據(jù)