泵与泵站教案2.docx

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泵与泵站教案2

《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

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

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。

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：

1、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；

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：

1、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：

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。

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

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：

1、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。

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不同？

2、潜水泵与普通泵相比有什么优缺点？

第三章1射流泵

一.主要内容：

1、射流泵的基本构造、工作原理；

2、射流泵的基本计算；

3、射流泵的应用。

二.教学目的和要求：

了解射流泵的基本构造、工作原理、基本计算及其应用范围。

三.重点与难点：

射流泵的基本原理。

四.教学方式和手段：

多媒体辅助。

五.思考题：

1、说明射流泵的优缺点？

2、说明射流泵在给排水工程中的应用？

第三章2气升泵

一.主要内容：

1、气升泵的基本构造、工作原理；

2、气升泵的应用；

二.教学目的和要求：

了解气升泵的基本构造、工作原理和应用。

三.重点与难点：

气升泵的基本原理及性能特点。

四.教学方式和手段：

多媒体辅助。

五.思考题：

1、说明气升泵的特点及在给排水工程中的应用？

第三章3往复泵

一.主要内容：

1、往复泵的基本构造；

2、往复泵的工作原理和性能特点

3、往复泵的应用；

4、往复泵与离心泵的比较。

二.教学目的和要求：

了解往复泵的基本构造、工作原理、性能特点和应用。

三.重点与难点：

双动往复泵和三动往复泵的工作原理和性能特点。

往复泵的启动程序。

四.教学方式和手段：

多媒体辅助。

五.思考题：

1、说明往复泵的特点及在给排水工程中的应用？

2、说明往复泵怎样进行流量条节？

第三章4螺旋泵

一.主要内容：

1、螺旋泵的基本构造、工作原理

2、螺旋泵的应用。

二.教学目的和要求：

了解螺旋泵的基本构造、工作原理和应用。

三.重点与难点：

螺旋泵装置的主要组成、影响螺旋泵效率的主要参数

四.教学方式和手段：

多媒体辅助。

五.思考题：

1、螺旋泵的特点及在给排水工程中的应用？

第三章5水环式真空泵

一.主要内容：

1、水环式真空泵的工作原理及基本构造；

2、水环式真空泵的应用。

二.教学目的和要求：

了解水环式真空泵的基本构造、工作原理和应用。

三.重点与难点：

水环式真空泵的工作原理。

四.教学方式和手段：

多媒体辅助。

五.思考题：

1、水环式真空泵的特点及在给排水工程中的应用？

2、水环式真空泵中排气口处设置橡胶球的作用是什么？

第三章6插桶泵

一.主要内容：

1、插桶泵的工作原理及基本构造；

2、插桶泵的应用。

二.教学目的和要求：

了解插桶泵的基本构造、工作原理和应用。

三.教学方式和手段：

多媒体辅助。

四.思考题：

1、插桶泵泵的特点及在给排水工程中的应用？

第三章7离心式风机与轴流式风机

一.主要内容：

1、离心式风机的分类、构造及其工作原理；；

2、离心式风机的性能特点；

3、离心式风机的安装、使用及故障分析；

4.轴流式风机的基本构造、工作原理；

5、轴流式风机的性能特点与运行调节；

6、轴流式风机的使用。

二.教学目的和要求：

掌握离心式风机、轴流式风机的基本工作原理，了解其基本构造，理解其性能特点，了解其应用。

三.重点与难点：

离心式风机与轴流式风机的基本构造及其性能特点。

四.教学方式和手段：

多媒体辅助。

五.思考题：

1、说明离心式风机与轴流式风机有什么区别？

2、说明风机在给水排水工程的应用？

第四章1泵站分类与特点

一.主要内容：

1、给水泵站的分类；

2、取水泵站、送水泵站、加压泵站、循环泵站的工艺特点；

二.教学目的和要求：

了解泵站分类，了解取水泵站、送水泵站、加压泵站、循环泵站的工艺特点。

三.重点与难点：

取水泵站、送水泵站、加压泵站、循环泵站的工艺特点。

四.教学方式和手段：

多媒体辅助。

五.思考题：

1、取水泵站、送水泵站、加压泵站、循环泵站各有那些工艺特点？

第四章2泵的选择

一.主要内容：

1、水泵流量的确定、扬程的计算；

2、选泵要点及注意事项，选泵方案的比较确定；

3、选泵时尚需考虑的其它因素及选泵后的校核布。

二.教学目的和要求：

掌握泵站设计流量扬程的确定和计算方法，掌握城市用水量变化曲线图及水泵性能曲线型谱图的使用和分析方法，掌握泵站设计中并联泵台数和水泵型号的确定方法，能够合理的确定选泵方案，会根据消防要求校核选泵方案。

三.重点与难点：

选泵要点、根据城市用水量变化曲线图确定分级供水方案。

四.学生容易出现的问题：

由于学生没有学习过给水工程《给水工程》，对城市用水量变化曲线图不易理解。

五.教学方式和手段：

多媒体辅助。

六.思考题：

1、选泵要点是什么，选泵是应考虑那些因素？

2、说明最高日用水量、最高时用水量、日变化系数、时变化系数的定义。

3、选泵后的校核过程中，如果流量不能满足消防要求时，我们可以采取什么措施，当扬程不能满足要求时我们可以采取什么措施？

第四章3泵站变配电设施

一.主要内容：

1、泵站变配电系统中负荷等级及电压选择；

2、泵站中常用的变配电系统；

3、变电所类型、选择及布置；

4、电机；

5、泵站机组的控制设备。

二.教学目的和要求：

了解泵站变配电系统中负荷等级及电压选择原则，了解泵站常见变配电系统，了解变电所常见类型和布置原则；了解泵站常见配套电机的类型及特点，了解泵站常用控制设备及自动测控系统。

三.重点与难点：

交流电机调速方法及优缺点。

四.学生容易出现的问题：

对泵站交流电机调速方法的理解。

五.教学方式和手段：

多媒体辅助。

六.思考题：

1、泵站变配电系统中规定的负荷等级有几种？

2、常见水泵驱动电机有几种，其电压选择原则是什么？

第四章4泵站机组的布置与基础

一.主要内容：

1、水泵机组的布置

2、水泵机组基础尺寸的确定；

二.教学目的和要求：

理解常见几种水泵机组布置方案，掌握常用水泵机组的布置原则；

三.重点与难点：

结合泵站课程设计重点掌握水泵机组的布置。

四.学生容易出现的问题：

在水泵机组布置内容中，不易在实际水泵机组与图纸间建立有机的联系；横向双排布置机组转向相反。

五.教学方式和手段：

多媒体辅助。

六.思考题：

1、水泵机组有哪几种常用的布置方式？

2、水泵基础的平面尺寸应如何确定，高度如何确定？

第四章5吸水管路与压水管路

一.主要内容：

1、泵站吸水管路布置的要求；

2、泵站压水管路布置的要求；

3、吸水管路与压水管路的敷设。

二.教学目的和要求：

了解常见管路布置方案，掌握管路布置原则。

三.重点与难点：

结合泵站课程设计重点掌握吸水管路与压水管路布置。

四.学生容易出现的问题：

对吸水管路“三气”要求的理解。

五.教学方式和手段：

多媒体辅助。

六.思考题：

1、水泵吸水管路和压水管路的布置和铺设应注意那些原则？

第四章6泵站水锤及其防护

一.主要内容：

1、停泵水锤产生原因及特点；

2、有阀系统、无阀系统水锤过程的分析；

3、管路系统中的水柱分离现象及断流弥合水锤；

4、停泵水锤的防护措施。

二.教学目的和要求：

了解泵站停泵水锤产生的原因、理解有阀、无阀系统管道压力变化情况、了解水柱分离现象及断流弥合水锤，掌握常用的水锤消除措施。

三.重点与难点：

有阀、无阀系统、水柱分离现象时的管道压力变化情况；常用的水锤消除措施。

四.学生容易出现的问题：

对无阀系统中发生停泵水锤时个阶段压力变化的理解。

五.教学方式和手段：

多媒体辅助。

六.思考题：

1、水锤产生的原因有哪些？

2、断流密合水锤的防护措施有那些？

3、什么情况下可以采用取消止回阀的方式来消除停泵水锤？

第四章7泵站噪声及其消除

一.主要内容：

1、噪声的定义及泵站中常见的噪声源；

2、噪声的危害；

3、泵站内噪声的防治。

二.教学目的和要求：

了解泵站噪声产生的原因、危害及防护措施。

三.重点与难点：

掌握泵站噪声的防护措施。

四.学生容易出现的问题：

吸音、消音、隔振的原理及应用。

五.教学方式和手段：

多媒体辅助。

六.思考题：

1、常见泵站噪声的消除方法有那些？

第四章8泵站中的辅助设施

一.主要内容：

1、计量设施

2、引水设施；

3、起重设施及其布置；

4、通风与采暖设施；

5、其它设施。

二.教学目的和要求：

了解泵站常见计量仪表、引水设备、排水设备、起重设备、通风采暖措施、消防安全设施。

三.重点与难点：

结合泵站课程设计，重点掌握泵站设计过程中计量、引水、起重等设备的选取。

四.学生容易出现的问题：

计量设备的原理及选择、起重设备的选择及布置。

五.教学方式和手段：

多媒体辅助。

六.思考题：

1、泵站中的辅助设施主要有哪些？

2、泵站常见的引水方式有哪些？

第四章9给水泵站的节能

一.主要内容：

1、给水泵站的节能设计；

2、给水泵站的节能运行与改造。

二.教学目的和要求：

了解给水泵站的节能设计，掌握调速泵与定速泵并联运行时的选泵方法，了解给水泵的节能运行与改造。

三.重点与难点：

调速泵与定速泵并联运行时的选泵方法。

四.学生容易出现的问题：

设计过程和方法不易掌握，应让学生多了解一些工程设计实例及设计图纸。

五.教学方式和手段：

多媒体辅助。

六.思考题：

1、泵站中最常见的节能措施有哪些？

2、从节能的角度考虑，什么情况下泵站需要进行更新改造？

第四章10给水泵站SCADA系统

一.主要内容：

1、泵站SCADA系统的功能；

2、给水泵站SCADA系统的组成；

3、给水泵站SCADA系统的技术基础；

4、给水泵站SCADA系统的发展趋势。

二.教学目的和要求：

了解泵站SCADA系统的功能；了解给水泵站SCADA系统的组成、技术基础及其发展趋势。

三.重点与难点：

给水泵站SCADA系统的组成及其功能。

四.学生容易出现的问题：

设计过程和方法不易掌握，应让学生多了解一些工程设计实例。

五.教学方式和手段：

多媒体辅助。

六.思考题：

1、给水泵站SCADA系统的组成有哪些，各部分的功能是什么？

第四章11给水泵站的土建要求

一.主要内容：

1、一级泵站的工艺特点及土建要求；

2、二级泵站的工艺特点及土建要求；

3、循环泵站的工艺特点及土建要求；

4、深井泵站的工