流体机械原理课程安排

1、PAGE PAGE 9流体机械原理课程教学大纲适用对象： 1）能源与动力工程学院：热能与动力工程专业；核工程与核技术专业；制冷与低温工程专业；过程装备与控制工程专业。 2）建筑工程与人居环境学院：建筑环境与设备工程专业。先修课程：高等数学、大学物理、工程热力学、流体力学。使用教材及参考书：教 材：徐忠，离心压缩机原理（第三版），北京：机械工业出版社，1998。李超俊，余文龙，轴流压缩机原理与气动设计，北京：机械工业出版社，1998。参考书：朱报祯，郭涛，离心压缩机，西安：西安交通大学出版社，1999。 常鸿寿，离心式制冷压缩机，北京：机械工业出版社，1990。A Whitfield, N.C.

2、 Baines. Design of radial Turbomachines, New York：Longman Scientific & Technical, 1996本课程的性质、目的及任务流体机械原理是能源与动力工程学院流体机械专业高年级学生的专业必修课程，也是上述相关专业的必修或选修课程。课程的主要任务是给学生讲授离心式和轴流式压缩机的基本工作原理，包括气体在压缩机中流动的基本方程和基本概念，能量损失的机理及分析，叶轮和固定元件，压缩机的流动相似，压缩机的性能曲线与调节，压缩机热力设计等。另外，将实际气体和三元流动基础作为机动或选学内容。本门课程教学的目的和要求可分为三个层次。基本要

3、求是培养学生掌握和运用专业知识，第二个层次是引导学生学到具体专业知识背后具有共性的东西：即正确的思维方法及独立分析问题和解决问题的能力，最高层次是启发学生具有创新意识，并懂得创新是为了更好地解决问题而不是标新立异，应能够脚踏实地地从小的改进做起。课程各章节的主要内容和学时：气体流动的基本方程和基本概念（10学时） 速度三角形、欧拉方程 能量方程，伯努利方程 气体压缩过程，压缩功，级总耗功和总功率 级中气体状态参数变化。级效率 流量和流量系数，能量头和能里头系数。第二章 级中能量损失（4学时） 第一节 摩擦损失，分离损失 第二节 二次流损失，尾迹损失 第三节 Re数与M数对流动损失的影响 第四节

4、 级性能曲线，密封的工作原理 第五节 内漏气损失及轮阻损失系数的计算附 实验：离心压缩机级性能试验第三章 叶 轮 （4学时） 第一节 叶轮分类，叶轮典型结构比较 第二节 周速系数计算，叶道中粘气体速度分布 第三节 叶轮中气体流动特点及主要参数对性能的影响。 第四节 半开式与混流式叶轮第四章 固定元件（4学时）吸气室无叶扩压器，叶片扩压器弯道，回流器，蜗壳第五章 相似理论及基应用（6学时） 第一节 流动相似的基础知识，透平压缩机的相似条件相似理论的应用相似模化设计性能换算第六章 离心压缩机性能曲线与调节（6学时） 第一节 离心压缩机的性能曲线，级数对性能的影响 第二节 压缩机与管网联合工作，喘振

5、 第三节 离心压缩机的串联与并联 第三节 离心压缩机调节第七章 实际气体 第一节 实际气体的P-V-T关系，实际混合体的混合法则。 第二节 实际气体的热力学性质 第三节 实际气体的热力学过程第八章 三元流动基础共计课内34学时，试验2学时课程的教学要求及辅助教学环节：第一章：气体流动的基本概念教学要求：掌握欧拉方程二种形式。物理意义，适用条件掌握级（包括叶轮）及固定元件中的能量方程及伯努利方程式的不同形式和物理意义。不同效率定义。及物理意义静参数和滞止参数，沿流道的变化规律，能熟练地运用能量方程。伯努利方程等计算级中各主要截面上的气功与热力参数。流量系数。能量头系数的概念，轴向涡概念。辅助教学

6、环节：看离心压缩机模型，增加对离心压缩机中元件的观性认识。轴向涡小试验习题及思考题，以及小测验，解答 第二章：级中能量损失 教学要求：（1）、了解级中气体流动过程中所产生的流动损失：摩擦、分离、二次流及尾迹损失产生的机理。（2）、Recr.Men,Mmax的基本概念（3）掌握离心压缩机级性能试验（Qin-.Qin-pot Qin-Ni）（4）旋转脱离，喘振。滞止流量的概念。（5）一般梳齿密封的基本工作原理，以及计算漏气及轮阻损失方法。辅助教学环节：级学生看离心压缩机叶轮中内部流场的实测图片习题及思考题第三章：叶轮教学要求：掌握反作用度与滑移系数的概念使学生对不同型式叶轮在作功能力（hth）.效

7、率及工况范围之间有一个辩认来选择叶轮的型式。同时对各种型式叶轮的特点有一个完整的认识。了解叶轮的进口截面。出口截面气流的运动规律，初步了解叶道中无粘气体的速度分布规律。了解周速系数的概念。掌握周速系数的计算辅助教学环节：看各种样本，扩大对离心压缩机以及各种不同型式的叶轮的观性认识看叶轮模型以及解叶轮型式和结构参数作习题及思考题第四章：固定元件教学要求：（1）掌握气体在固定元件、吸气室、扩压器（无叶、有叶）弯道，回流器及蜗壳中的气流运动规律。（2）流道型线或结构尺寸变化时对气体流动损失的影响。辅助教学环节作习题及思考题；第五章：相似理论及其应用教学要求：（1）理解何为流动相似。相似准则。（决定性

8、相似准则，和非决定性相似准则）（2）掌握离心压缩机相似条件（重点在K=K，Mu=Mu）.（3）掌握如何应用相似理解决C.C设计及试验过程中的实际问题，（相似模化设计，满足相似条件下性能换算，不满足相似条件下，似性能换算）。辅助教学环节思考题和习题第六章：离心压缩机的性能曲线和调节教学要求；级数、转数对压缩机性能曲线的影响压缩机与管网联合工作的平衡工况眯与变工况的概念离心压缩机串、并联特性曲线的变化趋势离心压缩机的喘振与防止离心压缩机的变工况调节原理辅助教学环节思考题及习题第七章、实际气体教学要求；实际气全的P-U、T关系与理想气体 状态方程偏离的原因。对比态原理，实际混合气体的混合法则。实际气

9、体的I,s.Cp与理想气体的I,s.Cp主要差异。实际气体的热力学过程与理想气体的异同。实际气体热力过程的计算辅助环节：思考题透平压缩机原理教学大纲（轴流式部分）课程的性质、目的与任务：（一）课程的性质与对象 本课程系流体机械专业学生必修的专业课题之一，通过本课程学习使学生了解轴流式压缩机的基本工作原理，热力空气动力设计计算方法，为今后完成毕业设计及从事压缩机事业打下良好的基础。（二）课程的基本要求：掌握轴流压缩机的基本工作原理掌握轴流压缩机各特性参数对级性能的影响了解轴流压缩机设计计算的基本方法（三）课程与其他课程的联系与分工： 本课程以工程热力学，机械原理，理论力学，流体力学为基础的专业技

10、术课。并与离心式压缩机配合进行，为以后选修课相衔接，为这方面的毕业设计打下良好基础。主要内容：概述分类轴流式压缩机典型产品结构轴流式压缩机发展概况热力学基础气体状态方程式稳定流动的能量方程式热力学第一定律方程式伯努利方程式混合气体、湿空气气体动力学基础连续性方程式理想流体的运动微分方程涡度速度环理动量方程与动量矩方程气动力函数相似理论基元级概述流量、流量系数能量头、能量头系数反应度与预扭气体绕流叶栅的气动力方程基元级的效率叶栅设计及实验数据翼型及叶栅参数按孤立翼型吹风实验数据方法设计叶栅按平面叶栅吹风实验数据方法设计叶栅按平面叶栅吹风数据的翼叶造型叶栅中的损失马赫数和雷诺数的限制叶栅负荷或扩压

11、变限制超音速叶栅级的理论简化三元流动设计径向平衡方程式等环理级等环理级设计中的某些问题等反应度等值功的级等am的级强迫涡流级一般设计规律多级压缩机设计计算（平面叶栅法）通流部分形式多级压缩机工作特点主要参数选择亚音速轴流式压缩机气动力计算（平面叶栅法）多级压缩机设计计算（模拟级法）轴流式压缩机气流相似条件单级模型试验数据简介某些结构参数对压缩机特性的影响亚音速轴流式压缩机级模型法计算轴流式压缩机特性轴流式压缩机特性线压缩机的不稳定工况阻塞、旋转失速和喘震多级轴流式压缩机的喘震及防止方法轴流式压缩机的通用特性线课程的教学要求各章内容的重点及深广度概述重点为轴流式压缩机在国民经济的作用。共筒图、压

12、缩机分类热力学基础复习热力学应用的一些基本概念气体动力学基础复习气体动力学应用到的一些方程的基本概念基元级重点为基元级的概念、各特性参数的意义。不同反应度级（=0：5，=1：0）的比较，叶栅举力产生的机理。叶栅设计及实验数据重点为叶栅实验的正常特性线及额定特性线的来由及应用，气流参数与叶栅几何参数的关系，叶栅损失的物理现象。级的理论筒化三元流动设计重点为怎样简化三元流动。为何要保证径向平衡，几种典型流型的特点。特别是等环。等反庆度及等am 级。流型与几何制造型的关系。多级压缩机设计计算（平面叶栅法）重点为多级压缩机工作特点。通流部分形式。平面叶栅法计算的特点及主要步骤。多级压缩机设计计算法（模

13、拟级法）重点为模型的设计方法特点及某些结构参数对级特性的影响轴流压缩机特性重点为压缩机变工况特性、阻塞、旋转失速和喘震的物理现象及防喘震方法。三、学时数安排：2学时2学时（自学为主）2学时（自学为主）3学时3学时2学时2学时2学时2学时总计20学时,试验2学时离心式压缩机课程设计教学大纲本课程的性质。目的及任务 离心式压缩机课程设计是动力机械工程系流体机械专业高年级学生的必修课程，在完成离心式压缩机原理课程教学基础上，本课程进一步讲述离心式压缩机的热力设计（内容包括压缩机分段。段最佳压力比的分配。设计参数的整理。主要气动参数及几何尺寸的确定，方案设计，逐渐详细计算及流道图的绘制等）。同时在教师

14、指导下，每个学生应独立完成一台离心式压缩机的热力与气动设计说算并绘制流道图。 本课程的目的是使学生掌握离心式压缩机的一般计算方法。、了解设计过程。通过方案设计，和逐级计算使学生对压缩机参数选择。参数匹配。参数迭代计算法等有一定认识。从而巩固。加深了已学的透平压缩机原理基础。所以离心式压缩机课程设计是理论联系实际培养学生独立分的问题、解决问题能力的极为重要的环节。课程各章节的主要内容和学时第一部分。以讲课方式（课内6学时） 第一节：中间冷却与分类 第二节：热力设计 第三节：气动参数和主要几何尺寸的确定原则第二部分：学生在教师指导下独立完成（36学时） 第一阶段：由设计任务书整理设计参数，作方案设计作方案比较（12学时） 第二阶段：逐渐计算（16学时） 第三阶段：画制流道示意图（4学时） 第四阶段：整理课程设计计算书。写心得体会（4学时）课程的教学要求及辅助教学环节 第一部分：课内教学的要求：第一节：（1）要求学生认识中间冷却次数与节省功的辨证关系从而正确理解和掌握最佳分段数的确定。 （2）要求学生了解最佳压力的分配原则。计算方法。通过最终设计。使学生体会到压力分配要综合分析单从总耗功最小原则考虑是不全面的。第一节：要求掌握方案设计中主要参数的选择及调整（ Do/D2.D1/D2.1A.冲角1。等确定原则，与做功能力，与损失的关系。叶轮进口部分的设计，轮壳直径d的