流體機(jī)械設(shè)計教學(xué)大綱

流體機(jī)械設(shè)計⑴

DesignofFluidMachinery(I)

課程代碼：02410059

學(xué)分：2

學(xué)時：32（其中：講課學(xué)時：32實驗學(xué)時：0上機(jī)學(xué)時：0課外：0）

先修課程：工程圖學(xué)，流體力學(xué)，熱力學(xué)，流體機(jī)械原理

適用專業(yè)：流體機(jī)械及工程

教材：流體機(jī)械原理（上冊）；張克危；北京:機(jī)械工業(yè)出版社,2000.5

開課學(xué)院：能源與動力工程

課程網(wǎng)站：

一、課程性質(zhì)與課程目標(biāo)

㈠課程性質(zhì)

《流體機(jī)械設(shè)計⑴》是相關(guān)專業(yè)教學(xué)計劃中的專業(yè)必修課程，是培養(yǎng)流體機(jī)械高級

技術(shù)人才而開設(shè)的一門專業(yè)課。它建立在數(shù)學(xué)、物理學(xué)、工程圖學(xué)、機(jī)械工程基礎(chǔ)、流

體力學(xué)、熱力學(xué)、流體機(jī)械原理等課程知識的基礎(chǔ)上，為研究流體機(jī)械提供先進(jìn)的設(shè)計

基礎(chǔ)和設(shè)計方法。

本課程主要強(qiáng)調(diào)在教學(xué)中引導(dǎo)學(xué)生靈活運用已學(xué)到的基礎(chǔ)知識、專業(yè)基礎(chǔ)知識來解

決專業(yè)課程中的實際問題，強(qiáng)調(diào)理論與實際的結(jié)合，注重知識的更新與相關(guān)學(xué)科知識的

交叉，注重解決問題的思維方法，對學(xué)生的工程實踐觀念有所培養(yǎng)，對創(chuàng)新意識有所啟

迪。逋過本課程的教學(xué)，使學(xué)生能掌握流體機(jī)械設(shè)計方面的基礎(chǔ)埋論知識，掌握流體機(jī)

械設(shè)計計算方法以及進(jìn)行流體機(jī)械管網(wǎng)計算和選型的基本技能，為后續(xù)專業(yè)課學(xué)生打下

基礎(chǔ)。同時:通過專業(yè)知識的學(xué)生，培養(yǎng)學(xué)生嚴(yán)謹(jǐn)求實的科學(xué)態(tài)度，正確的思維方法,

綜合運用所學(xué)知識分析和解決實際工程問題的能力，并培養(yǎng)學(xué)生具有一定的創(chuàng)新精神。

㈡課程目標(biāo)

課程目標(biāo)1：知識的提高：

⑴掌握徑流式流體機(jī)械流動損失分析和計算方法；

⑵掌握軸流式流體機(jī)械基本理論和葉柵升力理論；

⑶掌握流體機(jī)械特性曲線繪制和工況調(diào)節(jié)方法

（4）掌握葉片泵系列型譜和選型計算方法

課程目標(biāo)2：能力與素質(zhì)的培養(yǎng)：

⑴提煉與解決問題：選擇合適的分析對象，提煉主要問題，把握主要目標(biāo)，制定相

應(yīng)解決方案；

⑵科學(xué)抽象簡化模型：將實際工程問題應(yīng)用理想流體、定常流動、軸對稱流動等概

念科學(xué)抽象簡化為理想模型；

⑶工程意識、實踐能力：運用所學(xué)的知識和技能，對需要解決的問題進(jìn)行分析判斷，

找出矛盾，據(jù)有效證據(jù)與事實，提出合理解決方案。

⑷探究意識、創(chuàng)新能力：依據(jù)專業(yè)知識的更新與相關(guān)學(xué)科知識的交叉，綜合運用，

對流體機(jī)械性能和結(jié)構(gòu)有所提高。

二、課程內(nèi)容及教學(xué)要求

第一章緒論

㈠教學(xué)內(nèi)容

1、流體機(jī)械定義

2、流體機(jī)械結(jié)構(gòu)

㈡教學(xué)要求

1、掌握流體機(jī)械嚴(yán)格定義，以及流體機(jī)械與汽輪機(jī)、燃?xì)廨啓C(jī)、內(nèi)燃機(jī)的區(qū)別。

2、掌握流體機(jī)械的結(jié)構(gòu)形式。

3、培養(yǎng)較正確的思維方法、工程觀點。

4、探究意識和初步創(chuàng)新能力培養(yǎng)，依據(jù)專業(yè)知識的更新與相關(guān)學(xué)科知識的交叉，

綜合運用，對流體機(jī)械性能和結(jié)構(gòu)創(chuàng)新。

㈢重點與難點

1.重點

流體機(jī)械定義

2.難點

流體機(jī)械結(jié)構(gòu)

第二章徑流式流體機(jī)械的設(shè)計計算基礎(chǔ)

㈠教學(xué)內(nèi)容

1、概述

2、一元流動理論分析

3、離心葉輪流道中的流動計算

4、葉輪的結(jié)構(gòu)形式及幾何參數(shù)的確定

5、靜止過流部件的設(shè)計計算

㈡教學(xué)要求

1、掌握徑流式、混流式流體機(jī)械主要過流部件結(jié)構(gòu)和主要作用。

2、掌握一元流動理論分析、離心式壓縮機(jī)級中典型壓縮過程分析?、級中損失計

算方法。

3、掌握垂直于流體流動方向上的壓力梯度和速度梯度。

4、掌握葉輪結(jié)構(gòu)型式、不同葉片形狀的葉輪性能分析、徑流和混流式葉輪主要

幾何參數(shù)確定。

5、掌握吸入室、擴(kuò)壓器和出口裝置的結(jié)構(gòu)、基本設(shè)計方法和流動分析。

6、選擇合適的分析對象，科學(xué)簡化條件，提出合理假設(shè)，提煉主要問題，把握

主要目標(biāo)，得到可行的解決方案。

㈢重點與難點

1.重點

徑流式、混流式流體機(jī)械葉輪結(jié)構(gòu)、級中損失計算、垂直于流體流動方向上的壓

力梯度和速度梯度、不同葉片形狀的葉輪性能分析、吸入室和擴(kuò)壓器的結(jié)構(gòu)、基本設(shè)計

方法和流動分析。

2.難點

級中損失計算方法、葉片流道中的作用力分析、不同葉片形狀的葉輪性能分析、

徑向和半螺旋吸入室結(jié)構(gòu)、基本設(shè)計方法和流動分析。

第三章軸流式流體機(jī)械的設(shè)計計算

（一）教學(xué)內(nèi)容

1、軸流式流體機(jī)械的基本理論

2、機(jī)翼與葉柵的升力理論

（-）教學(xué)要求

1、掌握軸流式流體機(jī)械結(jié)構(gòu)、基本理論、不司葉柵的配置方式下速度三角形、

軸流機(jī)械反作用度、徑向平衡理論、等環(huán)量流型、等反應(yīng)度等值功的級、變環(huán)量級。

2、掌握孤立翼型的升力理論、平面直列葉柵定義、葉柵的幾何參數(shù)與動力特性、

葉柵的流體動力基本方程式。

3、科學(xué)抽象簡化模型，將實際工程問題應(yīng)用理想流體、定常流動、軸對稱流動

等概念科學(xué)抽象簡化為理想模型。

㈢重點與難點

1.重點

基元級定義、進(jìn)出口速度三角形、扭速定義、不同葉柵的配置方式下速度三角形、

軸流機(jī)械反作用度、簡化徑向平衡方程式、等環(huán)量級的流動參數(shù)沿徑向變化、等反應(yīng)度

等值功級的流動參數(shù)沿徑向變化。

2.難點

不同葉柵的配置方式下速度三角形、反作用度表達(dá)式推導(dǎo)、反作用度與速度三角

形的關(guān)系、徑向平衡條件推導(dǎo)、流型與葉片扭曲規(guī)律關(guān)系。

第四章流體機(jī)械的特性曲線與運行

(-)教學(xué)內(nèi)容

1、流體機(jī)械的特性曲線

2、流體機(jī)械與管網(wǎng)系統(tǒng)的聯(lián)合工作

3、旋轉(zhuǎn)失速和喘振

4、流體機(jī)械的串聯(lián)和并聯(lián)運行

5、流體機(jī)械的工況調(diào)節(jié)

(-)教學(xué)要求

1、掌握流體機(jī)械特性曲線定義、工作機(jī)和水輪機(jī)線型特性曲線、工作機(jī)和水輪

機(jī)綜合特性曲線。

2、掌握管網(wǎng)系統(tǒng)定義、管網(wǎng)特性曲線、流體機(jī)械與管網(wǎng)系統(tǒng)的聯(lián)合工作

3、掌握旋轉(zhuǎn)失速、工作機(jī)喘振現(xiàn)象、喘振的危害、防止不穩(wěn)定或喘振工況的方

法。

4、掌握工作機(jī)的串聯(lián)運行、工作機(jī)的并聯(lián)運行。

5、掌握工況調(diào)節(jié)定義、工況點、工作機(jī)的工況調(diào)節(jié).

6、工程意識和實踐能力的培養(yǎng)，運用所學(xué)的知識和技能，對需要解決的問題進(jìn)

行分析判斷，據(jù)有效證據(jù)，提出合理解決的原因。

㈢重點與難點

1.重點

工作機(jī)線型特性曲線理論畫法、工作機(jī)和水輪機(jī)綜合特性曲線、管網(wǎng)特性曲線、

流體機(jī)械與管網(wǎng)系統(tǒng)的聯(lián)合工作、旋轉(zhuǎn)失速、工作機(jī)喘振現(xiàn)象、喘振的危害、防止不穩(wěn)

定或喘振工況的方法。

2.難點

工作機(jī)線型特性曲線理論畫法、水輪機(jī)綜合特性曲線、流體機(jī)械與管網(wǎng)系統(tǒng)的聯(lián)

合工作、旋轉(zhuǎn)失速、軸流泵特性曲線分析、防止喘振工況的方法。

第五章葉片式流體機(jī)械的選型

㈠教學(xué)內(nèi)容

1、流體機(jī)械產(chǎn)品的標(biāo)準(zhǔn)化與系列化

2、葉片泵的系列型譜與選型計算

(-)教學(xué)要求

1、掌握流體機(jī)械產(chǎn)品的標(biāo)準(zhǔn)化與系列化方法

2、掌握離心葉輪的切割、切割拋物線及其應(yīng)用、離心式葉輪的最大允許切割量

和切割高效區(qū)、葉片泵的分類方法、葉片泵的選型計算

㈢重點與難點

1.重點

離心葉輪的切割、切割拋物線及其應(yīng)用

2.難點

切割拋物線及其應(yīng)用

四、學(xué)時分配與教學(xué)形式

學(xué)時分配

章

主要教學(xué)方法支撐的課程目標(biāo)

（按序填寫）課堂實上課小

教學(xué)驗機(jī)外11-

講授法

第一章3提煉與解決問題

討論法

講授法科學(xué)抽象簡化模

第二章13

討論法型

講授法科學(xué)抽象簡化模

第三章6

討論法型

講授法探究意識、創(chuàng)新

第四章6

討論法能力

工程意識、實踐

第五章4講授法

能力

合計32

五、課程考核

考核形式考核要求考核權(quán)重備注

平時作業(yè)作業(yè)次數(shù)4次10%

期末考試閉卷考試90%

六、參考書目及學(xué)習(xí)資料（書名，主編，出版社，出版時間及版次）

流體機(jī)械及工程，吳玉林，中國環(huán)境出版社,2003年12月第一版

離心泵，陳乃祥，機(jī)械工業(yè)出版社，2003年5月第一版

流體機(jī)械基礎(chǔ)，陳次昌，機(jī)械工業(yè)出版社，2003年2月第一版

流體機(jī)械基礎(chǔ)教程，陸肇達(dá)主編，哈爾濱工業(yè)大學(xué)出版社，2003年12月第一版

泵與風(fēng)機(jī)，王寒棟，機(jī)械工業(yè)出版社，2009年1月第二版

泵與壓縮機(jī)，汪云英主編，石油工業(yè)出版社，1985年7月第一版

水輪機(jī)，程良駿，機(jī)械工業(yè)出版社，2010年1月第一版

水泵現(xiàn)代設(shè)計方法，李春，上?？茖W(xué)出版社，1981年10月第一版

七、大綱說明

重點章