《制冷流体机械》教学大纲

《制冷流体机械》教学大纲项目1高层建筑供水系统设计与施工教学目的和任务作为本课程的第一个项目，学生对流体力学的知识以及项目的流程和方法没有任何概念，所以本项目的目的在于让学生对流体力学和工程项目有一个最基本的认识。所以本项目的任务包括：了解流体力学的知识范畴和应用范畴；了解流体工程设计与施工的一般流程和方法；掌握流体的主要性质参数（压力、粘度等）的概念和计算方法；了解流体机械的基本结构和工作原理。教学内容及组织知识内容及要求：能了解流体的种类和热物理性质能了解流体机械的定义、种类和功能技能内容及要求：能通过演示验证实验了解流体的粘性、表面张力、导热性等热物理性质；能拆卸中央空调、分体空调中的流体机械，分析结构和运行原理，了解其功能。教学资料1、《流体力学及流体机械》教材第一章；2、小型空调器系统结构爆炸图和说明书；3、大型中央空调系统图和说明书；4、授课课件等电子资料。教学场所及设备需求教学场所：流体机械实验实训室、空调冰箱实训室、中央空调实训室、流体机械实训室教学设备：分体空调若干套；中央空调一套；风机、泵、压缩机若干设备拆卸设备测量设备需要课时8学时教学组织形式4个人一组，以组为单位完成实训操作；进行总结分析时以班级为单位教学过程与方法步骤任务具体内容学时1实训：拆装并观察分析流体管路和设备，初步认识管路结构和设备结构通过对中央空调系统、小型分体空调系统等制冷设备的拆装和观察，分析哪些设备与流体（输送）有关，各自功能如何，并记下铭牌；学生以组为单位在实训楼内在实验老师指导下拆装空调系统，抄录铭牌参数，进行讨论；22理论课：流体力学基础理论教师讲授流体力学基础理论，包括流体的种类和力学特性参数（包括压力、密度、粘度等）23作业课学生根据指导书完成设计任务，计算水管中的压力，并确定管路材料和尺寸，并选配水泵，完成设计说明书（包括计算说明和管路布置图）。24实训课：管路施工和水泵安装学生在中央空调施工车间完成水管的攻丝、连接等操作训练，并将水泵与管路连接，做好密封工作，并对水泵进行装配和运行操作，注意解决运行中的故障问题2评价方法此任务评价分：10分其中设计说明书由教师进行评价，按照6分总分进行质量评定；操作表现4分。项目2中央空调水管系统设计、施工、运行和检修教学目的和任务流体力学应用于制冷工程最重要的是对管路中流体流动阻力进行计算，本项目的主要目的就是要建立起学生进行工程流阻计算的基本方法和思路，具体学习任务包括：（1）学习并掌握水管流动阻力的计算方法；（2）了解并掌握管路串联、并联以及串并混联时管路阻力的计算方法；（3）了解并掌握各种管路中动力泵的安装和工作点调试方法。教学内容及组织知识内容及要求：能了解和认识水管系统的组成（认识水的特性、管路管材和水泵）能掌握管路系统的设计计算的方法，并完成中等复杂管路系统的设计任务能根据管路设计的相关数据进行泵的选型技能内容及要求：能通过拆装水管系统和运行试验了解管路基本特性，并能测定管路特性曲线能对常规离心泵的进行安装和通电运行运行，操作规范能解决泵的常见故障并进行检修教学资料1、《流体力学及泵与风机》教材第二章2、中央空调水系统管路设计指导书3、大型中央空调系统图和说明书教学场所及设备需求教学场所：实验实训楼，包括中央空调实训室、流体机械实训室教学设备：中央空调一套；风机、泵、压缩机若干；多种尺寸水管管材一批；管路加工设备；测量设备；安装工具；管路特性曲线测定工具（实验台）需要课时12学时教学组织形式4个人一组，以组为单位完成实训操作；进行总结分析时以班级为单位教学过程与方法步骤任务具体内容学时1理论课（1）流体阻力计算公式中各参数的含义以及选择方法（图解法、公式计算法等），学会合理的选择计算流动阻力；（2）不同管路联接（串联、并联、串并联）条件下管路阻力的计算方法42作业课学生按照任务书要求完成管路阻力计算23理论、实践一体化课老师讲授水泵性能曲线的概念，学生根据前期的阻力计算选择合适的水泵，并对水泵的工作点进行调整44实践课学生在实训室对水泵的性能曲线进行测绘，并研究分析对工作点进行调整的方法，完成《中央空调水管系统设计和施工说明书》2评价方法此任务评价分：20分其中《中央空调水管系统设计和施工说明书》由小组相互进行评价，按照12分总分进行质量评定；操作及纪律表现8分。项目3中央空调风管系统设计、施工、运行和检修教学目的和任务在项目2已经对水路系统的阻力计算、管路选型和设备选型训练的基础上，本项目旨在培养学生对风管系统的阻力计算、管路选型和设备选型的能力。由于风管系统和水管系统的计算选型在原理和方法上有很多相通之处，所以本项目的重点是让学生对风管系统的局部阻力计算方法进行了解和熟悉。主要的教学内容包括：（1）空气的流体参数确定方法；（2）风管系统的阻力计算；（3）风机的选型、安装和调试方法。教学内容及组织知识内容及要求：能了解并认识风管系统的组成（认识空气的特性、管路管材和风机）能掌握风管系统的设计计算规则和方法，能完成中等复杂管路系统的设计任务能根据风管系统设计结果进行风机的选型技能内容及要求：能通过拆装风管系统和运行试验了解管路基本特性，并测定管路特性曲线能对常规风机的进行安装和通电运行运行，操作规范能完成风机的安装和运行操作能解决风机的常见故障并进行检修教学资料1、《流体力学及泵与风机》教材2、管路设计指导书3、大型中央空调系统图和说明书教学场所及设备需求教学场所：实验实训楼，包括中央空调实训室、流体机械实训室教学设备：中央空调一套；风机、泵、压缩机若干；多种尺寸风管管材一批；管路加工设备；测量设备；安装工具；管路特性曲线测定工具（实验台）需要课时12学时教学组织形式4个人一组，以组为单位完成实训操作；进行总结分析时以班级为单位教学过程与方法步骤任务具体内容学时1理论课（1）空气的物理和流动参数（密度、粘度、压力等）含义和计算、确定方法；（2）空气阻力的计算方法；（2）中央空调不同管件的阻力计算方法。22作业课学生按照任务书要求完成管路阻力计算43理论、实践一体化课老师讲授风机性能曲线的概念，学生根据前期的阻力计算选择合适的风机，并对水泵的工作点进行确认44实践课学生在实训室对风机进行安装，调试，并完成《中央空调风管系统设计和施工说明书》2评价方法此任务评价分：20分其中《中央空调风管系统设计和施工说明书》由小组相互进行评价，按照12分总分进行质量评定；操作及纪律表现8分。项目4家用供排风系统的设计与优化教学目的和任务在前两个项目中，已经学习了管路系统的阻力计算和设备选型、安装及调试方法。但在实际的工程项目中，还可能碰到各种各样的问题，比如压力不平衡、流量不稳定、噪声大等问题。这个项目则是重点对工程中可能存在的压力、流量和噪声问题进行处理。所以，本项目的重点：（1）压力、流量稳定性和均衡性问题的处理；（2）噪声控制技术。当然，这个项目所涉及的问题比较多、比较复杂，更多的是依靠经验，需要学生在实际工程项目中慢慢积累，并且要完成该项目所需要涉及的实验实训资源也比较多，所以本项目为选做。教学内容及组织知识内容及要求：了解和掌握流体管路系统的压力、流量测量和控制技术；了解和掌握流体管路系统的噪声测量和控制技术。技能内容及要求：能熟练使用流体压力、流量测试设备进行参数测量；能熟练使用噪声测试设备进行管路系统的噪声测试；能利用工具和零配件对管路的压力、流量和噪声进行调节和控制。教学资料1、《流体力学及泵与风机》教材2、各种测试设备使用说明；3、噪声室使用说明和噪声的评价软件。教学场所及设备需求教学场所：实验实训楼，包括中央空调实训室、流体机械实训室和噪声室教学设备：中央空调一套；风机、泵、压缩机若干；多种尺寸风管管材一批；管路加工设备；压力、流量测量设备；噪声测试软硬件。需要课时8学时教学组织形式4个人一组，以组为单位完成实训操作；进行总结分析时以班级为单位教学过程与方法步骤任务具体内容学时1理论课（1）压力、流量和噪声测试的设备和使用方法；（2）对压力、流量不均衡问题的原因分析和解决措施；（3）噪声的评价和控制措施。22理论、实践一体化课学生在老师的指导下使用各种测量设备，并对任务书所对应的管路系统进行问题分析和解决43作业课学生完成分析报告，并进行演讲汇报2评价方法此任务评价分：10分本项目重点培养学生分析和解决问题的能力，并且强调学生的表达能力，所以汇报演讲成绩占10分，评价指标包括：语言表达的流畅性，问题分析的准确性和解决措施的科学性，另外还包括演讲时的姿态、信心等。项目5流体流动的计算机模拟仿真教学目的和任务利用流体模拟仿真软件（比如Fluent）对流体的流动场（包括温度场和速度场等）进行模拟，是目前工程上一种常见的做法，可以在进行实际工程施工之前对工程概况有一个大致的认识，节省工程整改的人力和物理。虽然对于高职学生而言，软件的学习和使用有一定难度，但考虑到其工作中使用的高可能性，本项目旨在使学生对软件的功能和使用有一个大致的了解，另外也鼓励有能力有兴趣的学生对软件进行深入的学习以达到工程应用的程度。本项目的重点：软件的使用方法；如何利用软件对某具体对象进行建模和仿真；如何选择合适的公式对模型进行计算仿真。考虑到不是所有的学校都购买了Ansys或者Fluent软件，可以学习其他软件或者不做此项目。教学内容及组织知识内容及要求：了解模拟仿真软件的种类和功能；初步了解仿真软件中集成的计算公式和应用限定条件。技能内容及要求：能利用软件对某流场或对象进行建模和仿真模拟。教学资料1、《流体力学及泵与风机》教材2、流体仿真软件，Ansys。3、软件使用指导书。教学场所及设备需求教学场所：专业多媒体机房教学设备：高性能计算机、Ansys系统（包括Fluent模块）需要课时8学时教学组织形式4个人一组，以组为单位完成实训操作；进行总结分析时以班级为单位教学过程与方法步骤任务具体内容学时1理论课（1）软件的结构、功能；（2）软件的使用方法和建模、模拟技巧。22理论、实践一体化课学生在老师的指导下学习软件使用43作业课学生独立完成一个简单的模拟任务2评价方法此任务评价分：10分项目6压缩机的选型和设计计算、运行及维修教学目的和任务与前面几个项目中涉及的流体机械（如泵与风机）相比，压缩机的工作原理和泵与风机类似，但结构更复杂，分类更细，相对应的知识和技能要求也更高。所以本项目不再更多的介绍流体机械的工作原理，重点在压缩机的种类、结构和性能差异比较，以及不同类型的压缩机安装、调试方法。分列如下:（1）压缩机的分类，结构和性能差异；（2）压缩机的计算选型；（3）压缩机的优化设计（选做）。本项目以一个教师完成的压缩机降噪项目为依托开展教学，为了对压缩机降噪，必须要在制冷系统中对压缩机进行安装、运行，并测取噪声数据，并结合压缩机的结构和运行原理分析噪声原因，最后对关键部位进行优化改进达到降噪的目的。在此过程中需要对压缩机的各种方面进行训练和学习，以此锻炼学生的工作能力。教学内容及组织知识内容及要求：了解压缩机的功能、结构、分类、工作原理和工作特性；了解和掌握压缩机的选型计算方法；了解和掌握压缩机的拆装、维修和运行保养规范；了解和掌握压缩机的噪声测试和性能测试设备的使用和规范。技能内容及要求：能按照性能要求对压缩机的型号参数进行确定，并按照规范进行压缩机的安装、调试、运行、保养和维修；能熟练使用压缩机的噪声和性能测试设备完成压缩机的相关测试。教学资料1、《压缩机》讲义2、授课电子资料3、教师研究项目相关资料教学场所及设备需求教学场所：制冷流体机械实验实训室、噪声测试中心、压缩机性能测试室教学设备：压缩机实物样机和教具；噪声测试设备；压缩机性能测试实验台。需要课时14学时教学组织形式4个人一组，以组为单位完成实训操作；进行总结分析时以班级为单位教学过程