《制冷流体机械》学习指南

《制冷流体机械》学习指南一、项目1（高层建筑供水系统的设计）学习指南1、项目分析建筑的供水系统根据实际需要有简单有复杂。本项目所要求的是一个较为简单的水路系统设计，但和复杂项目相比，其完成思路、过程和方法等是一样的，都要完成以下几个子任务：任务1确定水路系统中水的几个相关物理性质参数，如压力、密度、流速、流动粘度、热胀性等等，密度、粘度等参数可以直接通过气象资料或者设计手册查取，而压力、流速则需要进一步计算才能得到，本任务中只了解概念不做具体计算；任务2管路材料和尺寸的确定。管路材料的选择，一方面是根据系统中水流压力最高值来确定的，另一方面也要考虑到水管材料的发展现状和卫生要求等；而管路尺寸的确定则需要通过流量、流速进行计算。要完成此任务，需要掌握管路中静压计算方法和流量、流速计算办法。任务3水泵的选择。水泵的选择，首先要确定水泵类型，然后通过计算确定相关关键参数（如流量、扬程等），然后依据这些关键参数确定合适的水泵。在此任务中需要用到管路流动能量守恒的概念，并需要通过水力计算得到管路的流动阻力。任务4水泵的安装、运行和调试，以及简单管路故障的分析和排除。2、学习指南本项目来源于制冷工程常见的热泵热水器的冷热水管布置工程，所以在学习的时候一方面要掌握用于管路流动参数计算的方法，同时也要关注在工程设计中需要处理的问题，比如管路的合理布置、管路流动故障的避免和排除方法，比如根据客户要求和卫生等要求进行管路材料的选择，比如水泵的选择和价格问题，比如冷热水系统的回水问题等等,……。所以，在学习的过程中除了要学教材，还要多看一些工程案例和规范。二、项目2（中央空调水管系统的设计）学习指南1、项目分析在本项目中除了需要完成类似于项目1中的管路压力、流速等常规计算外，还需要考虑几个问题：（1）前一项目中使用的比摩阻粗略流动阻力计算法是否能满足要求，是否需要对管路进行较为精确的阻力计算；（2）管路串并联时，管路的综合阻力怎样计算；（3）多台泵为系统提供动力时（即泵串、并联），管路系统的工作点怎样调整；（4）水泵安装的位置有何特殊要求；（5）管路中复杂故障如何判断和排除。针对以上问题，将项目分解为三个子任务：任务1管路阻力（能量损失）计算。针对项目任务中出现的并联管路，一方面需要对管路阻力进行计算，同时要根据并联情况对综合阻力进行计算。任务2水泵安装高度确定和工作点调整。合理确定水泵的安装高度，才能保证水泵不会发生汽蚀和出现吸不上水的情况。而系统往往会采用多台泵串联或并联运行，泵工作点的调整对于系统的正常高效运行也是非常关键的。任务3复杂管路的配置和故障分析、排除。管路故障除了常规的噪声、振动、水击等，还有很多水力问题，这些问题的判断和排除需要借助性能曲线和管路特性曲线来解决。2、学习指南本项目是项目一的加强加深版，项目来源于中央空调的水系统设计工程。相对于热泵热水器的供水系统，中央空调的水系统设计更为复杂，牵涉的领域和内容也更多，国家的标准和规范也更为全面。所以，本项目的学习要在项目一的基础上，重点学习复杂管路的阻力计算方法、水泵的安装规范和调整方法、复杂管路的配置和故障分析排除几个问题。学生除了教材的学习，也要多了解相关的标准规范、工程案例以及从有经验的老师和工程师那里学到相关的知识和技能。三、项目3（中央空调风管系统的设计）学习指南1、项目分析：中央空调风管系统的设计与中央空调水管系统的设计，虽然在计算中有些不同，因为所涉及的对象一个是水，一个是空气，但其实其计算逻辑和原理、方法都是相同的。沿用水管系统设计思路，将本项目分解为几个子任务：任务1空气物理性质的确定。即对空气的温度、密度、粘度等特性进行了解和学习。任务2空气管路系统计算。包括管路材料和尺寸的确定，以及管路阻力计算。通过压力、流速、流量等的计算确定管路尺寸。并了解常用风管材料的基本特性。并在材料和尺寸确定之后计算管路的综合流动阻力。任务3风机的选配。了解风机的结构和运行原理，依据计算所得到的流动阻力及流量等关键参数，并结合厂家资料选择合适的风机。任务四风机的安装和调试以及风管系统故障分析和排除。对风机的安装规范进行了解，并在安装之后进行运行调试和工作点的调整，并在风管系统综合运行中分析故障现象、原因并排除故障。2、学习指南本项目与项目2一样，来源于典型的中央空调系统设计。与项目2的区别在于，研究的对象是空气，所以要关注空气的参数计算方法。另外，风管系统在布置过程中，由于要求和功能发生了变化，所以要完成的计算也发生了变化，重点在于局部阻力的计算。另外，风管系统运行中发生的故障问题，以及调整方法也有很大的区别，要关注工程案例和相关资料。四、项目4（家用供排风系统的设计与优化）学习指南1、项目分析几种住宅会受到空气质量的困扰，一种是在公路边上的住宅，如果打开门窗则噪声大，如果关窗则空气质量差；一种是开启取暖或制冷的住宅，如果开门窗，可以保证空气质量但冷（热）量散失，耗电，如果不开门窗，则空气质量不能保证……，对于这些住宅，需要配备专门的吸排风系统。许多研究表明，每人每天平均80%～90%的时间将呆在房间内，每天将进行18,000次的呼吸。而在室内的空气中存在相当数量的细菌、病菌、霉菌、细小花粉、宠物皮屑、化学污染物、吸烟味、设备散发的粉尘、细小颗粒等。这些污染物一般要比室外空气内的含量要高出2到5倍。呼吸道疾病往往正是由于呼入这些病菌和污染物造成的。同时由于空气中的含氧量的降低和各种气味的积聚，长期在空调环境中的人极易患上“空调综合症”。而在人类生活环境中，对于室内空气质量的要求比较高，厨房的油烟，厕所异味，需要排出室外；寢室、客厅等需要新鲜空气的供给。在送排风的同时，要保持室内的的空气压力，需要进行恒压处理，达到节能效果。因此，我们需要设计一种家用吸排风系统，以确保室内空气的质量，创造绿色、舒适的生活环境。该系统可以对需要供风的场所如客厅、卧室等地供给新风，而对卫生间和厨房等地则为强制排风。此项目的完成需要：（1）对管路系统进行计算、选配，并选择合适的风机。管路要适合家用，风机要体积小、效率高、寿命长。（2）对风管末端的进出风口进行选配，包括过滤器和风量调节器等。（3）为系统配置静压箱，该静压箱实际是一个可以容纳风机的对空气走向进行配置的小箱体。对于这些系统的计算与配置，可以参考中央空调风管系统设计原理。本项目的关键是需要对这种家用系统进行优化，使其满足：（1）家居噪声要求。因为作为家用电器设备，必须要满足国家噪声要求，当然还包括应有的安全要求等。（2）吸排风的正负压恒压。即送风要保证恒定正压力，排风应保证恒定负压力。这也是因为，如果房间制冷，若正压过小，则不能保证能供给足够的新风，若正压太小，则房间内冷空气会透过门窗缝隙大量泄漏。对于负压，原理相同。因此，除了系统的设计匹配外，本项目重点要完成的两个任务：任务1系统的噪声测试和控制；任务2系统的性能测试和控制。2、学习指南本项目来源于家居的新风系统设计与安装工程，虽然也是风管系统的项目，但由于用于家居，所以关注的问题更多的集中于舒适度要求，比如风量的均匀分布和噪声控制，对于风机和风管的性能要求更高。所以，学生要学会对相关噪声和性能参数进行测量并解决相关问题。本专业的实验实训设备非常齐备，所以，学生要尽量在实验实训中学习相关的理论和技能，也要多阅读相关的标准规范以及工程案例。五、项目5（流体流动的计算模拟仿真）学习指南1、项目分析应用Fluent等模拟仿真软件对某流场进行模拟仿真，这是常见的工程项目。对于这类项目，一是要熟悉软件的使用，二是要了解各种流场所需要的计算方法，选择合适的公式并依据合理的边界条件进行准确模拟。对于软件的学习，周期会很长，并且要达到对软件的熟练使用，需要在工程中不断深入，不是一两周可以解决的。所以，本项目在授课过程中重点在于对于软件功能和用法的介绍，给学生播下一点种子，鼓励学生自主学习。2、学习指南对于软件的学习，最好的办法是根据一个案例从头到尾的做一遍。所以课程组针对本项目的学习，提供了很多学习案例和指南。学生学习一方面要根据老师的指导进行训练，但更重要的是根据案例进行自主学习和训练。六、项目6（压缩机的选配与优化设计）学习指南1、项目分析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:任务1压缩机的分类，结构和性能差异；任务2压缩机的计算选型和性能测试；任务3压缩机的优化设计（选做）。2、项目指南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