流体输配管网教案设计.doc

流体输配管网课程教案教 案2014/2015学年第2学期课程名称： 流体输配管网课程性质： 必修授课学时： 40授课对象（专业、班级）： 2012级建环任课教师： 何叶从教师职称： 讲师教师所在学院: 能源与动力工程学院课程总体教案课程名称：流体输配管网 课程编号：08070032 学分：2.5 与本课程关联的课程先修课程： 工程制图，流体力学等后修课程： 空气调节，供热工程、通风工程等总学时：40 学时 40 理论学时： 上机课时： 考核方式： 考试教学目的及要求：一、教学目的通过各种教学环节，使学生掌握本专业及相关专业的暖通空调工程、城市燃气工程、供热工程、建筑给排水工程、建筑消防工程、工厂动力工程等各类工程中的流体输配管网原理。通过实践教学环节的配合，掌握进行管网系统设计分析、调试和调节的基本理论和方法，并形成初步的工程实践能力。能够正确应用设计手册和参考资料进行上述管网系统的设计、调试和调节，并为从事其它大型、复杂管网工程的设计和运行管理打下初步基础。二、基本要求1、理解管网系统原理在本专业中的位置和重要性。2、了解各类工程中管网系统的作用以及管网系统与前述工程的其它组成部分之间的相互关系。3、了解管网系统的基本构成、各构成的作用、各构成之间的相互关系。4、掌握流段、节点和回路的概念；熟悉各种管流的水力特性；熟悉主要管件和管网装置性能。5、熟悉不同类型管网系统的水力特征；熟练掌握其水力计算和水力工况分析的基本理论和基本方法。6、掌握泵与风机的理论基础；熟练掌握泵与风机的样本性能曲线和在管网系统中的工作性能曲线以及二者之间的联系与区别；掌握泵与风机的选择方法和工作性能调整方法；掌握泵与风机联合运行工况的分析方法。7、理解管网系统的特征方程组；初步掌握管网系统水力工况的计算机分析方法和调技术。8、通过本专业的生产实习、课程设计、实验等实践教学环节，掌握各类工程的管网系统设计和调试的理论基础及CAD方法，形成设计与调试的初步能力。三、重点与难点 重点：管网系统的型式及其附属装置的作用，管网系统的共性与个性；气体、液体管流水力特征，系统总阻力与管网特性曲线，水力计算的基本原理和气体输配管网水力计算方法；动力设备离心式泵与风机的基本方程、性能曲线、相似律及其应用；管网系统工作点、工况调节、性能曲线和泵与风机的选择；管网系统特性曲线的获得与调整，管网系统压力分布规律，水压图的绘制与应用；管网图的有关概念；图的矩阵表示；恒定流管网特性方程组；环状管网的水力计算及水力工况分析方法；环状管网的水力计算及水力工况分析软件的使用方法。难点：各种管网的共性和特征；压力和重力综合作用下的气体管流水力特征，均匀送风管道设计；泵与风机的理论性能曲线、实际性能曲线和无因次性能曲线的工程意义和使用方法；系统效应、在系统效应下选用泵与风机、在管网中的运行曲线与第五章中的实际性能曲线的关系，概念上的区别，工程应用中的要点；管网系统特性曲线、水压图的绘制、分析和应用；各类管网系统的定压、调压原理；调节阀的应用方法；水力失调、水力稳定性、水力可靠性的概念及其定量分析；网络理论及其在管网分析中的应用。教材与参考书目：1.教材付祥钊、肖益民主编.流体输配管网.中国建筑工业出版社（第三版），2010。 2.参考书目1 孙一坚. 工业通风（第三版）. 中国建筑工业出版社，1994.2 贺平等.供热工程（第三版）. 中国建筑工业出版社，1993.3 赵荣义等.空气调节（第三版）. 中国建筑工业出版社，1994.4 王增长等.建筑给水排水工程（第四版）. 中国建筑工业出版社，1998.65 段常贵. 燃气输配（第三版）. 中国建筑工业出版社，2001.12.3.参考规范1民用建筑供暖通风与空气调节设计规范 GB50736-20122公共建筑节能设计标准 GB50189-20053城市热力网设计规范 CJJ34-20104城市燃气设计规范 GB50028-20065建筑给水排水设计规范 GB50015-2003（09版）第1课 次 授 课 计 划授课方式讲授课次1课时安排2授课内容（教学章、节或主题）第一章、流体输配管网型式与装置教学目的、要求（分掌握、熟悉、了解三个层次）：了解工程中的各类流体输配管网；熟悉流体输配管网功能与作用、型式、主要组成部件与装置；掌握总结流体输配管网的共性；了解基本概念。教学重点及难点：重点：管网的基本组成及其功能。难点：枝状管网与环状管网、开式管网与闭式管网的概念；管网的分级与水力相关性。教学基本内容教学手段及时间安排教学环节及组织: 列举自然界中的流体输配管网如人体呼吸系统、血液循环系统、植物的水分输送系统、江河系统等；工程中的流体输配管网如西气东输、城市和建筑供热管网与给排水管网、空调通风管网等，说明本课程的普遍意义和重要作用，激发学生的学习兴趣。举例认识以下管网：、厨房排烟管网系统。依照人们为实现排烟的目的如何安装各种装置、构建管网、完善功能的线索，引导学生认识管网的组成、功能。紧接着对管网组成的进行归纳：管道系统动力调控装置末端设备。通过对该管网特点的分析，引出开式管网、枝状管网、汇流与分流等概念。、西气东输接续管网介绍管网的组成。结合管网分析，建立管网分级、环状管网的概念。、建筑物采暖系统按照自然循环采暖系统机械循环采暖系统蒸汽采暖系统的次序进行介绍，结合前面的有关概念如枝状与环状、开式管网等概念进行分析，并引出闭式系统的概念、同程式与异程式系统的概念；对比自然循环与机械循环，归纳动力源的种类；认识管网工作中的流体相变现象，认识特殊功能设备“疏水器”。、城市供热管网与建筑物采暖的整体供热系统介绍系统的组成。结合讲解，进一步深化学生对枝状与环状、开式与闭式等概念的认识。介绍一次网与二次网的概念以及管网之间的连接，简要分析采用不同连接方式的原因。重点阐述上下级管网之间“水力相关性”的概念。、气力输送系统介绍系统组成，分析其特点。重点讲述多相流的概念。小结：总结管网的共同点、异同点。描述介绍的管网用多媒体图片展示给学生。作业、习题、思考题：详见网络教学平台课后小结：管网的共同点、异同点。板书设计：与PPT内容互补 长沙理工大学能源与动力学院第 2 课 次 授 课 计 划授课方式讲授课次2课时安排1授课内容（教学章、节或主题）第二章 气体输配管网水力特征与水力计算教学目的、要求（分掌握、熟悉、了解三个层次）： 了解工程中的各类流体输配管网；熟悉流体输配管网功能与作用、型式、主要组成部件与装置；掌握总结流体输配管网的共性；了解基本概念。教学重点及难点：重点：管网共性归纳。难点：环路与环路位压的概念；压损平衡与阻力平衡，动静压的相互转换与均匀送风原理；水力计算的概念及其基本方法。教学基本内容教学手段及时间安排教学环节及组织: 从以下方面：）管网的功能：输、配流体（简要引申：输送能量）；）管网的基本组成：管道、动力、调控、相关装置；）管网的基本类型：按管内流体与管外流体的关系、动力的性质、流向的确定性、流程路径长短；）管网的分级与连接：水力相关与否等分类。要求学生看书、查阅参考材料，结合认识实习，通过对具体管网特性的分析和不同管网共性的总结，深化对管网组成、功能及相关概念的认识。教学重点：重力、压力及重力和压力综合作用的种气体管流的水力特征；流体输配管网水力计算的基本原理和方法，相关概念，环路与环路位压，压损平衡与阻力平衡，动静压的相互转换。小结管网共性理论分析及示例讲解作业、习题、思考题：详见网络教学平台课后小结：管网共性板书设计：与PPT内容互补。第 2 课 次 授 课 计 划授课方式讲授课次2课时安排1授课内容（教学章、节或主题）第二章 气体输配管网水力特征与水力计算教学目的、要求（分掌握、熟悉、了解三个层次）： 掌握流段、节点和回路的概念；熟悉气体管流的水力特性；熟悉主要管件和管网装置性能。教学重点及难点：重点：气体管网水力特征。难点：气体管网（竖向开口管道、U型竖向开口管道和竖向闭式管网）能量方程及应用教学基本内容教学手段及时间安排教学环节及组织: 由于学生熟悉管流能量方程，以此为基础，引导学生一起以分析、归纳各种气体管流的水力特征。气体管网的水力特征气体管流的动力分析（）断面之间的能量方程依次分析：）竖向开口管道；）形竖向开口管道；）竖向闭式管网从流动能量方程直接引出压力管流水力特征；重力和压力综合作用的管流水力特征。重点分析位压，引出环路的概念及环路位压的计算通式；动力可以来源于管内外的密度差，也可来自于两段连通竖管的密度差。分析全压差；归纳出：气流从一个断面流到另一个断面的动力，压力流、重力流、综合作用（注意重力与压力作用方向一致或相反对流动动力的影响）；强调动力阻力平衡的概念；动压静压相互转换的概念。小结1）气体管网的动力构成及对气流运动的作用；）动力源理论分析及示例讲解作业、习题、思考题：详见网络教学平台课后小结： 气体管网流动作用动力。板书设计：与PPT内容互补。第 3 课 次 授 课 计 划授课方式讲授课次3课时安排2授课内容（教学章、节或主题）2.1.2气体输配管网阻力分析教学目的、要求（分掌握、熟悉、了解三个层次）：掌握流段、节点和回路的概念；熟悉气体管流的水力特性；熟悉主要管件和管网装置性能。教学重点及难点：重点：气体管网水力特征。难点：气体管网（竖向开口管道、U型竖向开口管道和竖向闭式管网）能量方程及应用教学基本内容教学手段及时间安排教学环节及组织: 在回顾流体力学知识的基础上进行。（）阻力构成：沿程摩擦阻力，局部阻力。（）沿程摩擦阻力简要分析沿程摩擦阻力产生的原因。计算通式 对于管道材料、断面尺寸、流体密度及流量不变化的一段，有： 分析：密度变化的情况。引向工程实际，工程中造成密度变化的案例（海拔高度、环境温度、工作压力等）。分析：的影响因素。指出：公式繁多，不同的情况应有不同的计算公式，应用时要注意公式、图表的使用条件。（学生结合作业自己查找公式、图表，不详细介绍）明确提出，不要死记硬背公式，更要强调实际工程千变万化，往往和公式、图表条件不一致。“修正”的重要性和方法。引导学生认识到“修正”是科学和工程技术的重要方法，从死板的形而上学到科学的辩证的准确，即含有允许误差的精确。（）局部阻力简要分析局部阻力产生的原因。分析：局部阻力系数的影响因素。引向工程实际。指出查找局部阻力系数的资料来源，强调应注意对应的动压；简要分析局部阻力之间的相互影响，引申出管道设计布置时的注意事项。.管内流速分析指出：设计流体输配管网是为了输送要求的流量，因此，管内流速是设计者可以主观确定的一个参数。强调是一个十分重要的技术经济参数，主观确定不是随意确定，要从技术经济和环境等方面综合分析才能确定合理的流速。分析：流速值不同产生的影响：阻力，稳定性，噪声，造价，能耗等。引向工程实际，可用工程案例分析。小结管网阻力类型、影响因素及规范要求。理论分析及示例讲解作业、习题、思考题：详见网络教学平台课后小结： 管网阻力影响因素。板书设计：与PPT内容互补。第 4 课 次 授 课 计 划授课方式讲授课次4课时安排2授课内容（教学章、节或主题）.流体输配管网水力计算的基本原理与方法教学目的、要求（分掌握、熟悉、了解三个层次）：熟悉气体管网系统的水力特征；掌握其水力计算和水力工况分析的基本理论和基本方法。教学重点及难点：重点：气体管网水力计算。难点：三种水力计算方法综合应用、均匀送风原理及应用。教学基本内容教学手段及时间安排教学环节及组织: 本章重点教学内容。引言：阐释清楚管网水力计算的目的（为什么要进行管网水力计算？）基本目的保证流体的输送、分配。直接目的为保证要求的总流量和流量分配，确定管道尺寸和动力大小或判断已有的管道尺寸和动力大小是否满足流体输配的要求。基本原理（）管段的阻力包含沿程摩擦阻力与局部阻力；（）串联管路总阻力各个串联管段阻力之和；（）不包含动力源的并联管段阻力相等；（）闭合环路阻力与动力的代数和为零。重点强调这是基本规律，若违背它，则环路流量必然发生变化，自动满足这一规律，但这时的流量不是设计的流量。基本类型及计算目标（）设计性计算：已知管网布置、管网各处的流量需求。确定管网所有管道的断面；确定管网对动力的需求。（）校核性计算：已知管网布置、结构尺寸、动力一般也是确定的。确定管网各处的流量需求是否得到满足。常用方法（）假定流速法。介绍基本步骤；强调关键参数：流速；指出适用条件动力大小待定。举工程实例。（）压损平均法。介绍基本步骤；强调关键参数：平均压损；指出适用条件资用压力已定。举工程实例。（）静压复得法。介绍基本思路；强调关键参数：出口静压；指出适用条件要求均匀分配流量。举工程实例。.气体输配管网的水力计算.开式、枝状、不可压缩、无位压的例子例采用假定流速法。示例讲解最不利环路的计算和一个并联管路的平衡计算。重点强调流速的选取、最不利环路的概念、阻力平衡。要求学生学习例，对困难学生加强课后辅导答疑。均匀送风管道分析实现均匀送风的技术原理。要求学生结合作业学习例，对困难学生加强课后辅导答疑。开式、有位压的气体管道水力计算复习位压的概念及其在管道流动中的作用。举例分析建筑燃气管网中的动力情况（例子：某“上有九重天，下有十八地狱”的楼房）。要求学生结合作业学习例，引导学生思考建筑燃气管网为什么可以不进行阻力平衡，灌输工程概念。对困难学生加强课后辅导答疑。小结水力计算方法、均匀送风原理及应用理论分析及示例讲解作业、习题、思考题：详见网络教学平台课后小结：水力计算方法、均匀送风原理及应用板书设计：与PPT内容互补。第 5 课 次 授 课 计 划授课方式讲授课次5课时安排2授课内容（教学章、节或主题）第三章 液体输配管网的水力特征与水力计算教学目的、要求（分掌握、熟悉、了解三个层次）：熟悉液体管网系统的水力特征；掌握其水力计算和水力工况分析的基本理论和基本方法。教学重点及难点：重点：液体管网水力特征及水力计算。气体、液体管网的异同点。难点：资用压力、需用压力。教学基本内容教学手段及时间安排教学环节及组织: 在教学中要突出与气体管网的区别、特殊性、特点，同时也要提炼二者的共性。.水力特征.断面之间的水力特征分析两断面之间的能量方程：，液体管网的位压作用很强。（强调这是液体管网与气体管网之间的主要区别之一，或是液体管网的主要水力特征之一。）则：（）不考虑液体密度变化时，根据（）有：（）.开式液体管网的水力特征开式管网，当管网进口与出口均与大气相通时，有：（）即动力用来克服流动阻力（包括进、出口损失）和提升液体。若进口是密闭有压空间或与连接在上一级管网，则应根据（）式确定。.闭式液体管网的水力特征（）复述环路、闭式管网的概念。再次提醒不要混淆闭式管网与环状管网的概念。（）重力循环闭式管网环路的水力特征以热水采暖管网为例进行分析。 环路位压动力：指出与气体环路遵循同一规律，是二者的共性。 环路循环方向。 包含共同管段的不同环路的环路位压。这是难点，也是要提炼的共性，结合具体管网图分析。 并联管段的资用动力。 并联管段的流量分配规律。强调并联管段的资用动力不同时的流量分配特点。这是难点，也是要提炼的共性，结合具体管网图分析。（）机械循环闭式液体管网的水力特征 环路动力阻力平衡关系：指出同样适用于气体管网，是共性。 并联管段的资用动力小结动力、阻力平衡；环路；资用动力的概念。理论分析及示例讲解作业、习题、思考题：详见网络教学平台，课后思考：冷热源在管网的不同位置时的循环流动方向.课后小结：动力、阻力平衡；环路；资用动力的概念。板书设计：与PPT内容互补。第 6 课 次 授 课 计 划授课方式讲授课次6课时安排2授课内容（教学章、节或主题）第三章 液体输配管网的水力特征与水力计算教学目的、要求（分掌握、熟悉、了解三个层次）：熟悉液体管网系统的水力特征；掌握其水力计算和水力工况分析的基本理论和基本方法。教学重点及难点：重点：液体管网水力特征及水力计算。气体、液体管网的异同点。难点：资用压力、需用压力,重力管网、机械管网水力计算。教学基本内容教学手段及时间安排教学环节及组织: 突出与气体管网在方法上的共性及具体技术细节上的区别。水力计算开式液体管网的水力计算假定流速法。实质与气体管网相同，是共性。特别是与建筑燃气管网共性多，在对流体输配的要求上具有相似的特点；而与通风空调风管系统的主要差别也是在对流体输配的要求上，由此造成水力计算细节上的差异。教育学生工程上要重视服务对象的要求的特点，是工程师素质的培养。以建筑给水管网为例，介绍这类管网水力计算的特点：（）计算流量考虑同时使用系数（）阻力平衡的特点一般不进行平衡。（引申：为什么？）学生自学例。重力循环闭式管网的水力计算以双管系统为例。（）计算资用动力最小、最远环路的资用动力。（）确定该环路管径，讲解平均比摩阻的概念。（）计算各个管段的阻力。（）计算其他环路。重点讲清：并联管段的资用动力的确定方法。机械循环闭式管网的水力计算（）计算最不利环路的阻力已知流量假定流速选择管径计算阻力（）确定管网循环动力（）计算其他环路。计算资用动力选择管径计算阻力进行阻力平衡。小结：水力计算的共性与差异，假定流速法的基本步骤；阻力平衡的实质。理论分析及示例讲解作业、习题、思考题：详见网络教学平台课后小结：水力计算方法的共性。板书设计：与PPT内容互补。第 7 课 次 授 课 计 划授课方式讲授课次7课时安排2授课内容（教学章、节或主题）第四章多相流管网的水力特征与水力计算教学目的、要求（分掌握、熟悉、了解三个层次）： 熟悉两相流管网系统的水力特征；掌握其水力计算和水力工况分析的基本理论和基本方法。教学重点及难点：重点：水力特征的重点是同一管道中，不同密度的流体之间的相互影响阻碍与拖动作用；水力计算的重点是：如何借用单向流（气或液）管网的水力计算方法，混合密度、非主流体对主流体的阻力。难点：建筑排水管网与蒸汽供暖（热）管网液气两相流的水力特征与水力计算。教学基本内容教学手段及时间安排教学环节及组织: 4.液气两相流的水力特征与水力计算液气两相流管网的水力特征（）无相变，重点研究以液体运动为主体的流动，如建筑排水管网。（）横管内的流动。讲解现象，分析竖管转向横管的能量方程。水封的概念。（）竖管内的流动。分析管内压力变化和水流状态，重点分析保证正常排水和增大排水能力的关键技术原理。建筑排水管网的水力计算提要：非满管流、通气管系设计、横管与立管的区分等特性。主要学生自学。.汽液两相流管网的水力特征与水力计算有相态的变化。以蒸汽供热管道为例。水力特征蒸汽主动，凝结水从动。液相的惯量大。在转弯处可能产生水击。避免水击的技术措施：尽量采用汽水同向流动。室内低压蒸汽管网水力计算近似按汽体单相流处理。简要分析理由。分析：流动的动力入口的蒸汽压力；指出适合动力已定的情况，适合的水力计算基本方法压损平均法。分析：密度变化的处理。基本公式：； 查表计算，注意控制参数的取值。室内高压蒸汽管网水力计算基本原理同低压蒸汽管网。，简要分析理由。室外蒸汽供热管网计算原理与热水管道一致。计算采用查表方法。注意修正：密度修正；值修正。以上学生自学例题。通过课后作业加强学生理解和实际动手设计计算能力。小结两相流管网与气、液管网水力计算的异同点。理论分析及示例讲解作业、习题、思考题：详见网络教学平台课后小结：两相流管网与气、液管网水力计算的异同点。板书设计：与PPT内容互补。第 8 课 次 授 课 计 划授课方式讲授课次8课时安排2授课内容（教学章、节或主题）第四章多相流管网的水力特征与水力计算教学目的、要求（分掌握、熟悉、了解三个层次）： 熟悉两相流管网系统的水力特征；掌握其水力计算和水力工况分析的基本理论和基本方法。教学重点及难点：重点：凝结水管网与气固两相流管网的水力特征与水力计算。难点：空调凝结水系统水力计算方法及应用教学基本内容教学手段及时间安排教学环节及组织: 凝结水管网的水力特征与水力计算（）水力特征以包括各种流动状况的凝结水回收系统为例，分析各段的流动特征。重点讲解乳状混合物两相流段。处理方法：两相流简化为单向流。关键：混合物密度的计算方法。（）水力计算学生自学例、例。气固两相流的水力特征与水力计算水力特征（）悬浮速度与沉降速度的概念（）流动的推动力（）气流遇到的阻力流态与阻力特征分析关键参数（）料气比（）输送速度（）速比阻力计算关键思路：总阻力气流流动阻力物料阻力以喉管阻力为例进行简要分析。小结两相流管网与气、液管网水力计算的异同点。理论分析及示例讲解作业、习题、思考题：从管网的构成、装置；水力特征；水力计算方法对工程中的各类管网进行分析总结。重点在从特殊性中提炼共性基本的规律、原理、方法等。课后小结：两相流管网与气、液管网水力计算的异同点。板书设计：与PPT内容互补。第 9 课 次 授 课 计 划授课方式讲授课次9课时安排2授课内容（教学章、节或主题）第五章泵与风机的理论基础教学目的、要求（分掌握、熟悉、了解三个层次）：掌握泵与风机的理论基础；掌握泵与风机的样本性能曲线和在管网系统中的工作性能曲线以及二者之间的联系与区别；掌握泵与风机的选择方法和工作性能调整方法；掌握泵与风机联合运行工况的分析方法。教学重点及难点：重点：工程中有关使用泵与风机的理论。离心式泵与风机的基本结构和工作原理。欧拉方程的物理意义；泵与风机的主要性能参数。难点：欧拉方程的物理意义；泵与风机的性能曲线；相似率与比转数及其应用。欧拉方程的物理意义。教学基本内容教学手段及时间安排教学环节及组织: 展示图片，获得感性认识；多举实例并引导学生思考。离心式泵与风机的基本理论离心风机讲解离心风机的结构。离心水泵比较离心风机与离心水泵的结构不同之处。思考：为什么离心式风机不需要轴封？以上两项内容，可在认识实习中进行。离心式泵与风机的工作原理及性能参数工作原理简要介绍工作原理。指出：水泵工作前需要灌满水。性能参数（）流量。提示：流量随工作条件变化会发生变化。（）全压与扬程。提示：扬程是能量的概念，不能简单认为是“能把水抽多高”。辨析：一台额定流量120kg/h、扬程50m的水泵，一定能把120kg/h的水抽升50m高吗？（）功率。有效功率，轴功率。注意功率与流量及扬程的关系。（）效率（）转速基本方程欧拉方程绝对速度、相对速度、牵连速度的关系流体在叶轮中运动的速度三角形速度三角形；绝对速度沿径向与周向的分解。欧拉方程（）基本假定恒定流；不可压缩；理性流动（忽略流动能量损失）；叶片无限多，无限薄。（）建立方程依据动量矩定理，流体进出口动量矩变化等于外力矩。；而故得：，即为欧拉方程。讨论：）此为理论扬程关系式，忽略了内部叶轮运动过程，它只与进出口速度三角形有关。）与密度无关。注意其单位不是m水柱。欧拉方程的修正点假设的前两项成立。叶片有限的修正。简要讲解“轴向涡流”的概念。，环流系数修正。当与的夹角为时，小结欧拉方程的意义及应用描述介绍的设备用多媒体图片展示给学生，理论分析及示例讲解作业、习题、思考题：详见网络教学平台课后小结：欧拉方程的意义及应用板书设计：与PPT内容互补。第 10 课 次 授 课 计 划授课方式讲授课次10课时安排2授课内容（教学章、节或主题）第五章泵与风机的理论基础教学目的、要求（分掌握、熟悉、了解三个层次）： 掌握泵与风机的理论基础；掌握泵与风机的样本性能曲线和在管网系统中的工作性能曲线以及二者之间的联系与区别；掌握泵与风机的选择方法和工作性能调整方法；掌握泵与风机联合运行工况的分析方法。教学重点及难点：重点：泵与风机的性能特点及泵与风机的构造对性能的影响。难点：泵与风机的性能曲线。教学基本内容教学手段及时间安排教学环节及组织: 结合多媒体图件分析讲解。重点强调泵与风机的性能不是一成不变的。泵与风机的损失与效率流动损失及效率泄漏损失及效率轮阻损失及效率泵与风机的功率与效率分清有效功率、内功率、轴功率、配用电机的概念。性能曲线及叶型对性能的影响三条曲线（）；（）；（） 叶型对性能的影响分析前向、径向、后向型叶片的及曲线。分析前向、径向、后向型叶片的全压构成特点。主要分析动压成分及对性能的影响。泵与风机的实际性能曲线理论曲线欧拉方程；实际性能曲线按标准试验方法测定的曲线，包含泵与风机自己的损失；管网中的性能曲线包含管网对泵、风机的影响。示例：离心风机性能曲线的大致形状。小结性能曲线及影响因素理论分析及示例讲解作业、习题、思考题：详见网络教学平台。查询常用泵与风机产品样本、性能曲线（表）、铭牌参数。提示学生：设备性能试验系统是按尽可能避免管网对泵与风机性能影响组成的，试验中注意这些措施。引导学生思考，当不满足标准的试验条件时，测出的性能曲线（表）会有什么变化？这有什么工程意义？课后小结：性能曲线及影响因素的共性。板书设计：与PPT内容互补。第 11 课 次 授 课 计 划授课方式讲授课次11课时安排2授课内容（教学章、节或主题）第五章泵与风机的理论基础教学目的、要求（分掌握、熟悉、了解三个层次）： 掌握泵与风机的理论基础；掌握泵与风机的样本性能曲线和在管网系统中的工作性能曲线以及二者之间的联系与区别；掌握泵与风机的选择方法和工作性能调整方法；掌握泵与风机联合运行工况的分析方法。教学重点及难点：重点：相似律与比转数的理论及应用。难点：相似律与比转数的理论及应用。教学基本内容教学手段及时间安排教学环节及组织: 相似律与比转数相似原理（）相似条件几何相似；运动相似；动力相似。关系：通过几何相似和动力相似达到运动相似。分析动力相似：主要作用的动力；动力变化是否已不影响所研究的问题（如自模区）。（）入口速度三角形相似由入口速度三角形相似推出流量系数相等。由此得到离心式泵与风机相似的条件归结为：几何相似、流量系数相等、雷诺数和欧拉数相等。相似律的应用（重点讲解，示例）（）全压系数及相似风机（泵）的全压、扬程换算关系（）功率系数及相似风机（泵）的功率换算关系（）效率相等。（）性能曲线无因次化。相似风机（泵）的无因次性能曲线相同。应用及换算关系。（）同一水泵（风机）变化运行条件的性能参数换算比转数比转数的定义式。双进风（液）、两级串联的泵与风机的比转数计算式。比转数的应用：划分泵（风机）的类型，用于泵与风机选型；反映几何形状；用于泵与风机设计。学生自学其他常用泵与风机。小结相似律与比转数的工程应用理论分析及示例讲解作业、习题、思考题：详见网络教学平台课后小结：相似律与比转数的工程应用板书设计：与PPT内容互补。第 12 课 次 授 课 计 划授课方式讲授课次12课时安排2授课内容（教学章、节或主题）第六章管网系统水力工况分析教学目的、要求（分掌握、熟悉、了解三个层次）：掌握泵与风机的理论基础；掌握泵与风机的样本性能曲线和在管网系统中的工作性能曲线以及二者之间的联系与区别；掌握泵与风机的选择方法和工作性能调整方法；掌握泵与风机联合运行工况的分析方法。教学重点及难点：重点：管网特性曲线的概念与绘制方法；管网压力分布图的概念与绘制方法；调节阀的特性与选择计算方法；水力工况分析的概念与基本原理。难点：管网压力分布图的绘制方法；水力工况分析的基本原理。教学基本内容教学手段及时间安排教学环节及组织: 管网特性曲线相关概念与原理回顾能量方程：两断面之间的能量方程：（）（）液体管网的位压作用很强。动压所占比例很小，不考虑液体密度变化时，则：（）开式管网，当管网进口与出口均与大气相通时，有：（）闭式液体管网有：（）简要分析：（）式表明的是一个环路的动力与阻力平衡的概念；若在闭式管网中的一个局部的两个断面，应使用（）式，此时应计算，。引申：某个管段设置动力，但动力决不只是作用在该管段，该管段消耗的动力一定和它的流动阻力相等，此时该管段出口断面一定还有相当的剩余能量。（）气体管网（）常见空调通风管网，忽略位压时，（）从一个大空间到另一个大空间，忽略动压，则：（）沿一个闭合回路：（）式（）、（）分别与（）、（）有相同的形式。（）、（）何以看做是（）、（）的特例。它们表达了特定的流体输配管网中动力与阻力的关系；或者说，需求的动力随流量变化的关系。以上内容，由于学生对能量方程比较熟悉，快速、讲清楚即可。管网特性曲线重点示例管网特性曲线图。阻抗定义式： 计算式分为质量流量阻抗和体积流量阻抗。简要分析影响阻抗的因素，指出在流动的阻力平方区，阻抗只由管路条件决定。管路串联阻抗：；管路并联阻抗： 管网系统压力分布本章重点。学生会绘制压力分布图、结合压力分布图对管网进行分析；并加深对管网水力特征的认识。液体管网的水压图（由于本章最开始回顾了能量方程，学生流体力学也学过，所以直接讲工程应用中的水压图分析原理与方法，略去教材能量方程的相关内容。）（）表达式：式（）；简要示例一个管段。（）水压图的工程用途（讲清楚）。（）示例讲解：室内热水供暖管网的水压图。通过对比分析定压点的位置对管网水压图和运行工况的影响，进一步加深学生对水压图及其用途的认识。小结工程管网特性曲线计算方法、特性及应用。理论分析及示例讲解作业、习题、思考题：详见网络教学平台课后小结：工程管网特性曲线计算方法、特性及应用。板书设计：与PPT内容互补。第 13 课 次 授 课 计 划授课方式讲授课次13课时安排2授课内容（教学章、节或主题）第六章管网系统水力工况分析教学目的、要求（分掌握、熟悉、了解三个层次）：掌握泵与风机的理论基础；掌握泵与风机的样本性能曲线和在管网系统中的工作性能曲线以及二者之间的联系与区别；掌握泵与风机的选择方法和工作性能调整方法；掌握泵与风机联合运行工况的分析方法。教学重点及难点：重点：气体管网的压力分布图的概念与绘制方法；气蚀现象与水泵的安装高度难点：气体管网压力分布图的概念与绘制方法。教学基本内容教学手段及时间安排教学环节及组织: 气体管网的压力分布图（）表达式：压力流管网，有式（）。学生已经熟悉全压、静压、动压等概念，直接应用，不再讲解。但应再次强调：动压和静压可以相互转换。（）通风管路的压力分布图示例讲解。结合压力分布图的分析，进一步深入理解以下内容：动压静压相互转换；动力阻力平衡；局部阻力与沿程阻力；气体管路的压力分布特性。水泵的安装高度的确定此处属于水压图分析在工程问题中的实际应用，讲清楚气蚀的概念、水泵的安装高度的计算方法，第七章中不再讲解。此处只分析吸入管路中的能量变化，不详细讲水泵内部的能量变化。实际气蚀余量应大于允许临界气蚀余量。从而限制了水泵的安装高度。工程中直接计算此限制高度值。对自由液面提升的情况，限制泵前真空度即允许吸上真空高度，从而使水泵内部压力最低点保持一定的气蚀余量：注意不同使用情况应对修正。热水管路，采用灌注式，则：讲一个计算例题。小结工程管网的水泵安装高度及要点。理论分析及示例讲解作业、习题、思考题：详见网络教学平台课后小结： 工程管网水泵安装高度及要点。板书设计：与PPT内容互补。第 14 课 次 授 课 计 划授课方式讲授课次14课时安排2授课内容（教学章、节或主题）第六章管网系统水力工况分析教学目的、要求（分掌握、熟悉、了解三个层次）： 掌握泵与风机的理论基础；掌握泵与风机的样本性能曲线和在管网系统中的工作性能曲线以及二者之间的联系与区别；掌握泵与风机的选择方法和工作性能调整方法；掌握泵与风机联合运行工况的分析方法。教学重点及难点：重点：水压力及应用。难点：热水管网水压图的基本概念是本章的难点。主要讲清楚热水管网水压图的基本概念，进一步熟悉水压图的绘制方法，了解水压图的重要作用。具体技术细节在供热工程中学习。教学基本内容教学手段及时间安排教学环节及组织: 热水网路的水压图设计与分析热水网路为闭式循环管网系统。整个热水管网包括一次网和二次网。我们此处分析的是一次网。由于此内容是与专业课供热工程相关联的内容，教材用单线表示一次网，讲解时画出对应的双线系统图。阐明：）是对热水网路的水压状况进行规划设计。干线布置及水力计算已完成。）室内采暖系统水压图学习时，已经了解到静水压线的高度对系统水压的影响很大，确定其高度是一个关键步骤。）静水压线的设计要考虑全局，兼顾各种因素。（）热水网路对压力状况的技术要求。（）静水压线设计。是理解掌握热水网路的水压图设计与分析的重点、难点。结合例子详细讲解。（）水压图绘制。（）热水网路水压图分析。）用户资用动力、水压线陡降程度及始端与末端用户的差异。）用户二次网的连接方式分析。对于水压图的绘制、分析因学生已掌握方法，讲解时要充分调动学生的思维参与。闭式液体管网系统定压首先点明其实质：保证静水压线达到设计要求的技术措施。介绍几种定压方式。（）高位水箱定压。前已学习，不详讲。点明使用范围。（）补水泵连续补水定压。简要分析原理图。（）补水泵间歇补水定压。简要分析原理图及水压图。（）其他定压方式。学生自学。注意原理与适用范围。小结水压图绘制要点及应用。理论分析及示例讲解作业、习题、思考题：详见网络教学平台课后小结：水压图绘制要点及应用。板书设计：与PPT内容互补。第 15 课 次 授 课 计 划授课方式讲授课次15课时安排2授课内容（教学章、节或主题）第六章管网系统水力工况分析教学目的、要求（分掌握、熟悉、了解三个层次）： 掌握泵与风机的理论基础；掌握泵与风机的样本性能曲线和在管网系统中的工作性能曲线以及二者之间的联系与区别；掌握泵与风机的选择方法和工作性能调整方法；掌握泵与风机联合运行工况的分析方法。教学重点及难点：重点：调节阀的理想流量特性与工作流量特性，调节阀的选择计算方法。难点：调节阀的工作流量特性。教学基本内容教学手段及时间安排教学环节及组织: 调节阀引言：通过调节开度调节通过的流量的机构。图示工程中常用的调节阀。引申：调节性能要受到其所在管网的影响。明确本节学习目标：弄清楚调节阀的特性；会进行调节阀的选择计算。调节阀的节流原理阐明实质：局部阻力可以调节的元件。流通能力的概念。说明：流通能力由阀门的结构决定；开度变化会引起的变化。调节阀的流量特性本节重点内容。（）流量特性的定义给出定义式，阐明开度的概念。（）理想流量特性明确理想流量特性的概念。介绍几种理想流量特性（直线、等百分比、快开）的特点。分析可知：理想流量特性实质是表征了流通能力随开度变化的关系，只与阀门构造有关。（）串联管路中的工作流量特性分析的基本条件：调节阀与其串联部件的总压差不变。点明工程意义。（被调用户处于多个并联支路中，其自身调节时可认为串联管路两端压差基本不变。）根据串联管路基本关系式分析得出（简要推导）：，为一个固定值，只取决于阀门与管路的构造，定义为阀权度。分析得出：；（不讲解推导过程。）分析阀权度对工作流量特性的影响。举例。通过例子指明：阀权度越接近，阀门的工作流量特性越接近理想流量特性，实际工程中应使。（）并联管路中的工作流量特性工程中大量应用串联情况，此内容简单讲解。针对对调节阀设有并联旁通管路时的情况。根据并联管路的基本关系式，分析得出：（）调节阀的实际可调比可调比的概念 串联管路的情况： 并联旁通的情况： （）三通调节阀的工作流量特性指出两点：）总阻抗小，对两个分支流量的分配性能好；）调节对总流量影响小。调节阀的选择计算方法重点，本节的学习目的。教材内容只讲了如何计算流通能力，更适合于整理调节阀的测试资料，没有将选择调节阀与流通能力计算结合起来，讲课要补充。以水阀为例，其余类型提示注意密度的变化，不讲。（）选择流量特性一般选择等百分比特性或线性特性。由于暖通空调领域往往是需要通过控制流量去控制换热器提供的冷热量，还需要考虑换热器的流量换热量特性。比如，换热器的流量换热量特性是，小流量的流量变化引起的换热量变化大，而大流量时小，为使开度换热量成比例变化，则选择等百分比流量特性的阀门较好。（）确定调节阀的压差由于用户调节阀的总压差已知，根据阀权度的要求，可确定调节阀两端的工作压差。并计算串联管路的阻抗（或）。（）确定调节阀的口径计算对于阀门流通能力的要求。，查产品样本，选择阀门口径。并校核实际的阀权度。小结 工程管网的阀门设置要点及计算理论分析及示例讲解作业、习题、思考题：详见网络教学平台课后小结：工程管网的阀门设置要点及计算板书设计：与PPT内容互补。第 16 课 次 授 课 计 划授课方式讲授课次15课时安排2授课内容（教学章、节或主题）第六章管网系统水力工况分析教学目的、要求（分掌握、熟悉、了解三个层次）： 掌握泵与风机的理论基础；掌握泵与风机的样本性能曲线和在管网系统中的工作性能曲线以及二者之间的联系与区别；掌握泵与风机的选择方法和工作性能调整方法；掌握泵与风机联合运行工况的分析方法。教学重点及难点：管网系统水力工况分析方法；管网系统水力工况调整的基本原理。教学基本内容教学手段及时间安排教学环节及组织: 管网系统水力工况分析与调整水力失调与水力稳定性（）水力失调的概念（）水力失调的原因分析。注意强调管网设计不好带来的失调，以使学生加深对水力计算方法及其重要性的认识。（）水力失调的影响。水力失调热力失调。（）水力稳定性的概念水力工况的分析方法（）基本原理。含串并联管路的阻力规律、阻抗规律与流量分配规律。学生已熟悉。（）水泵（风机）的工况点。（重点，要强调）（）管网系统水力工况分析的基本方法与步骤指明：在已知一个确