《泵现代水力设计方法》课程教学大纲（本科）

1、泵现代水力设计方法（Modern Hydraulic Design of Centrifugal Pumps）课程代码：（无需填写）学分：2学时：32 （其中：课堂教学学时：28课程实践学时：4 ）先修课程：流体机械原理，流体机械CAD,流体机械设计适用专业：能源与动力工程（流体机械及其自动控制）教材：Centrifugal Pumps （E-book）. Johann Friedrich Gulich. Springer-Verlag Berlin Heideberg, Second Edition, 2010.一、课程性质与教学目标（一）课程性质泵现代水力设计方法属于流体机械及其自动控制专

2、业自主研学课程中的专业进 阶课程。在掌握流体机械原理、熟悉流体机械（叶片泵）经典设计理论和方法基础上， 从实际流动结构认知出发，结合CAD和CFD技术平台，开展叶片泵吸入室、叶轮、导 叶、蜗壳等过流部件的现代水力设计；针对不同应用领域，熟悉具有特殊要求的叶片泵 水力解决途径。本课程是在叶片泵经典设计方法基础上的进一步拓展，引入泵水力设计 的前沿问题，详述求解策略，采用案例为主线的教学与实践，将最新科研成果与教学相 融合，一方面加深学生对泵内部流动结构、水力部件几何参数与性能关联关系的认知， 另一方面提高学生综合、灵活运用现代水力设计平台开展多元化水力设计的实践能力。（二）教学目标（需包括知识、

3、能力与素质方面的内容）.掌握叶片泵水力部件几何参数与其流动结构、外特性能的关联关系，理解泵内能 量转化与传递机制。.掌握具有特殊性能要求的泵水力设计思路与方法。.能够具备运用基于CAD与CFD相结合的泵现代化水力设计方法开展实践的能 力。二、课程内容与教学要求第一章绪论（一）教学内容1、水力部件结构特征2、泵水力设计方法概述3、现代水力设计平台简介（二）教学要求1、掌握泵水力部件几何特征及参数要求；2、了解泵各种水力设计方法及其开展历程3、熟悉现代化水力设计平台（三）重点与难点1.重点1、泵各种水力部件结构形式与功能2、泵水力设计方法历史2.难点1、水力部件结构的多样性与统一性第二章泵内流与能

4、量平衡（一）教学内容1、泵内部三维流动结构2、叶轮内的能量传递机制3、固定元件内的能量转化机制（二）教学要求1、理解泵各过流部件内的流体真实流动结构与规律;2、掌握不同叶轮形式的能量传递机制3、理解固定元件在能量平衡中的作用机制（三）重点与难点1.重点1、泵内真实的非定常流动结构2、泵内流体与结构的能量平衡.难点1、泵内三维流动结构分析2、泵内能量平衡的定量描述第三章现代泵CAD水力设计（一）教学内容1、CFTurbo水力设计软件简介2、叶轮水力设计3、固定元件水力设计4、基于CAD-CFD的水力优化设计（二）教学要求1、熟悉CFTurb。软件功能、界面及设计步骤；2、掌握基于CFTurbo的

5、过流部件设计方法3、了解CAD-CFD水力优化设计程序（三）重点与难点.重点1、基于CAD平台是水力设计思路2、不同结构形式过流部件的水力设计.难点1、合理的水力设计参数化建模2、基于CFD的优化方案分析第四章超低比转速泵（一）教学内容1、超低比转速泵简介2、超低比转速叶轮设计3、无驼峰性能曲线实现途径4、无过载设计方法5、提高超低比转速泵效率途径（二）教学要求1、熟悉超低比转速泵的结构特征与能量特点；2、掌握超低比转速叶轮不同结构的设计方法；3、了解性能曲线驼峰产生机理及应对措施；4、掌握无过载设计方法；5、了解提高超低比转速泵效率的途径。（三）重点与难点.重点1、超低比转速泵的特点2、不同

6、结构形式叶轮的水力设计3、无驼峰、无过载设计方法.难点1、超低比转速特殊叶轮结构参数建模；2、过流部件几何参数对超低比转速泵性能的影响机制。第四章高汽蚀性能泵（一）教学内容1、高汽蚀性能泵简介2、高汽蚀叶轮设计3、高汽蚀吸入室设计（二）教学要求1、熟悉超高汽蚀泵应用场合及性能；2、掌握高汽蚀性能叶轮设计方法；3、掌握高汽蚀性能吸入室设计策略。（三）重点与难点.重点1、高汽蚀性能叶轮设计方法2、高汽蚀性能吸入室设计方法.难点1、叶轮进口参数与汽蚀性能的关联关系;2、吸入室与叶轮的合理匹配设计。第五章离心泵多工况设计（-）教学内容1、多工况设计应用简介2、多工况设计基础理论3、泵多工况设计方法（二

7、）教学要求1、熟悉泵多工况运行的场合和特点；2、掌握多工况设计基础理论；3、掌握多工况设计基本方法。（三）重点与难点.重点1、多工况设计理论与实践.难点1、多工况设计工况点确定；2、泵性能特性曲线形状控制。第六章低噪声泵设计（-）教学内容1、低噪声泵应用简介2、低噪声泵性能评价方法3、低噪声泵水力设计方法（二）教学要求1、熟悉低噪声泵的应用场合及特点；2、掌握低噪声泵性能评价方法；3、熟悉低噪声泵水力设计基本方法。（三）重点与难点.重点1、低噪声泵性能评价方法与指标2、低噪声泵水力设计方法.难点1、水力部件几何参数与低噪声特性的关联;2、水力部件低噪声匹配设计。三本课程开设的实践工程注：1.类

8、型列填验证性、综合性、设计性等。编号实践工程名称学时类型要求支撑教学目标1CFTurbo离心泵水力设计2设计性必做32导叶式混流泵水力设计2设计性必做3 2.要求列填必做、选做。四、教学形式与学时分配（按序填写）教学形式及学时分配课堂教学实验上机课程实践小计第一章22第二章44第三章426第四章66第五章66第六章628合计28432五、主要教学方法1、课堂讲授基本知识和方法2、案例教学与研讨3、案例设计实践六、课程考核考核方式或途径考核要求考核权重备注工程设计1到达设计任务书性能指标要求50%工程设计2到达设计任务书性能指标要求50%七 参考书目及学习资料（书名，主编，出版社，出版时间及版次）1叶片泵设计手册，关醒凡编，宇航出版社，1995.092现代泵理论与设计，关醒凡编，宇航出版社，2011.043低比速离心泵理论与设计，袁寿其著，机械工业出版社，19