安徽电气职院流体力学泵与风机教案08叶片式泵与风机的理论.docx

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1、第八章叶片式泵与风机的理论第一节离心式泵与风机的叶轮理论一、教学目标：1 .掌握离心式泵与风机的工作原理，2 .绘出流体在叶轮内的运动速度三角形，；3 .掌握能量方程式的意义。二、教学重点与难点重点：能量方程式及其分析；难点：离心式泵与风机的工作原理。三、教学方式及教具教学方式：采用设问、提问和鼓励学生自行分析等与学生互动的方式，充分调动学生的听课主动性，启发学生积极思维。教具：必要的挂图、教具或多媒体幻灯教学等手段，使教学内容直观、形象化，以强化教学效果。四、教学时间分配（共100分钟）1 .复习旧课、引入新课5分钟2 .讲授新课90分钟；3 .小结3分钟，布置作业2分钟。五、教学内容提要1

2、 .离心式泵与风机的工作原理，2 .流体在叶轮内的运动速度三角形；3.能量方程式及其分析。.六、板书设计一、离心式泵与风机的工作原理二、流体在叶轮内的运动速度三角形三、能量方程式及其分析七、本节课内容小结八、作业：R3思考题：I、3;习题：I、2、3第一节离心式泵与风机的叶轮理论一、教学目标：1 .掌握离心式泵与风机不同叶型对总能头及反作用度的影响；2 .掌握有限叶片叶轮对总能头的影响及总能头的修正方法。二、教学重点与难点重点：泵与风机的叶型分析；难点：泵与风机的叶型分析。三、教学方式及教具教学方式：采用设问、提问和鼓励学生自行分析等与学生互动的方式，充分调动学生的听课主动性，启发学生积极思维

3、。教具：必要的挂图、教具或多媒体幻灯教学等手段，使教学内容直观、形象化，以强化教学效果。四、教学时间分配（共100分钟）1 .复习旧课、引入新课5分钟2 .讲授新课90分钟；3 .小结3分钟，布置作业2分钟。五、教学内容提要1.离心式泵与风机的叶型分析，2.有限叶片叶轮对总能头的影响。六、板书设计叶片的型式V2UH后弯式叶片小小大径向式叶片中中中前弯式叶片大大小七、本节课内容小结八、作业：Rc思考题：7、8；习题：6、7第二节轴流式泵与风机的叶轮理论一、教学目标：1 .深刻理解轴流式泵与风机的工作原理是升力原理;了解翼型及叶栅的空气动力特性；2 .绘制流体在叶轮内运动速度三角形，并对轴流式泵与

4、风机能量方程式进行分析。二、教学重点与难点重点：轴流式泵与风机能量方程式；难点：翼型及叶栅的空气动力特性。三、教学方式及教具教学方式：采用设问、提问和鼓励学生自行分析等与学生互动的方式，充分调动学生的听课主动性，启发学生积极思维。教具：必要的挂图、教具或多媒体幻灯教学等手段，使教学内容直观、形象化，以强化教学效果。四、教学时间分配（共100分钟）1 .复习旧课、引入新课5分钟2 .讲授新课90分钟；3 .小结3分钟，布置作业2分钟。五、教学内容提要1 .轴流式泵与风机的特点；2 .翼型及叶栅的空气动力特性：3 .轴流式泵与风机能量方程式；4.轴流式泵与风机的基本型式。六、板书设计一、轴流式泵与

5、风机的特点二、翼型及叶栅的空气动力特性三、轴流式泵与风机能量方程式四、轴流式泵与风机的基本型式七、本节课内容小结八、作业：外思考题：2、9、10；习题：910第三节泵与风机的功率、损失和效率一、教学目标：1 .牢固掌握泵与风机的功率和效率的计算方法；2 .会分析泵与风机内各项损失产生的原因，并寻求减少损失的措施。二、教学重点与难点重点：泵与风机的功率和效率的计算，泵与风机内各项损失：难点：圆盘摩擦损失和冲击损失。三、教学方式及教具教学方式：采用设问、提问和鼓励学生自行分析等与学生互动的方式，充分调动学生的听课主动性，启发学生积极思维。教具：必要的挂图、教具或多媒体幻灯教学等手段，使教学内容直观

6、、形象化，以强化教学效果。四、教学时间分配（共100分钟）1 .复习旧课、引入新课5分钟2 .讲授新课90分钟：3 .小结3分钟，布置作业2分钟。五、教学内容提要1 .功率；2 .损失和效率。六、板书设计一、功率二、损失和效率七、本节课内容小结八、作业：RX）思考题：1、2、3；习题：1、2、3第四节泵与风机性能曲线一、教学目标：1 .深刻理解理论分析法绘制泵与风机的性能曲线；2 .掌握离心式泵与风机性能曲线的特点。二、教学重点与难点重点：离心式泵与风机性能曲线的特点；难点：理论分析法绘制泵与风机的性能曲线。三、教学方式及教具教学方式：采用设问、提问和鼓励学生自行分析等与学生互动的方式，充分调

7、动学生的听课主动性，启发学生积极思维。教具：必要的挂图、教具或多媒体幻灯教学等手段，使教学内容直观、形象化，以强化教学效果。四、教学时间分配（共100分钟）1 .复习旧课、引入新课5分钟2 .讲授新课90分钟；3 .小结3分钟，布置作业2分钟。五、教学内容提要1 .流量一扬程曲线；2 .流量一功率曲线；3.流量一效率曲线。六、板书设计一、流量一扬程曲线二、流量一功率曲线三、流量一效率曲线七、本节课内容小结八、作业：RO思考题：4；习题：6、7第四节泵与风机性能曲线的分析一、教学目标：1 .掌握离心式和轴流式泵与风机性能曲线特点；2 .深刻理解泵与风机性能曲线对泵与风机运行的指导意义。二、教学重

8、点与难点重点：离心式泵与风机性能曲线的特点；难点：泵与风机性能曲线对其运行的指导意义。三、教学方式及教具教学方式：采用比较的方法分析离心式和轴流式泵与风机性能曲线，便于学生理解和掌握。教具：必要的挂图、教具或多媒体幻灯教学等手段，使教学内容直观、形象化，以强化教学效果。四、教学时间分配（共100分钟）1 .复习旧课、引入新课5分钟2 .讲授新课90分钟：3 .小结3分钟，布置作业2分钟。五、教学内容提要1 .离心式泵与风机性能曲线特点；2 .轴流式泵与风机性能曲线特点。六、板书设计一、离心式泵与风机性能曲线（绘出曲线）第四（绘出曲线）三、分析与比较七、本节课内容小结八、作业：HO思考题：6、7

9、、8；习题：5、9第五节相似定律在泵与风机中的应用一相似定律一、教学目标：1 .了解泵与风机相似应满足的相似条件；2 .掌握相似定律及其特例。二、教学重点与难点重点：相似定律及其特例；难点：相似定律。三、教学方式及教具教学方式：采用设问、提问和鼓励学生自行分析等与学生互动的方式，充分调动学生的听课主动性，启发学生积极思维。教具：必要的挂图、教具或多媒体幻灯教学等手段，使教学内容直观、形象化，以强化教学效果。四、教学时间分配（共100分钟）1 .复习旧课、引入新课5分钟2 .讲授新课90分钟；3 .小结3分钟，布置作业2分钟。五、教学内容提要1 .相似条件；2 .相似定律；3 .相似定律的特例六

10、、板书设计相似定律及其特例各性能参数关系n、DP均改变转速n改变几何尺寸D改变密度P改变流量扬程全压功率七、本节课内容小结一、作业：Pio6思考题：1、2、3；习题：1、4、5二比转数一、教学目标:1 .能进行比转数的计算；2 .掌握比转数的应用。二、教学重点与难点重点：比转数的应用；难点：比转数的应用。三、教学方式及教具教学方式：采用设问、提问和鼓励学生自行分析等与学生互动的方式，充分调动学生的听课主动性，启发学生积极思维。教具：必要的挂图、教具或多媒体幻灯教学等手段，使教学内容直观、形象化，以强化教学效果。四、教学时间分配（共100分钟）1 .复习旧课、引入新课5分钟2 .讲授新课90分钟

11、；3 .小结3分钟，布置作业2分钟。五、教学内容提要1 .比转数的计算；2.比转数的应用。六、板书设计一、比转数二、比转数的计算说明三、比转数的应用七、本节课内容小结八、作业：R06思考题：4、5、6；习题：5、8、10第八章叶片式泵与风机的理论第一节离心式泵与风机的叶轮理论离心式泵与风机是由原动机拖动叶轮旋转，叶轮上的叶片就对流体做功，从而使流体获得压能及动能。因此，叶轮是实现机械能转换为流体能量的主要部件。一、离心式泵与风机的工作原理泵与风机的工作过程可以用图21来说明。先在叶轮内充满流体，并在叶轮不同方向上取A、B、C、D几块流体，当叶轮旋转时，各块流体也被叶轮带动一起旋转起来。这时每块

12、流体必然受到离心力的作用，从而使流体的压能提高，这时流体从叶轮中心被甩向叶轮外缘，于是叶轮中心O处就形成真空。界流体在大气压力作用下，源源不断地沿着吸人管向O处补充，而已从叶轮获得能量的流体则流人蜗壳内，并将一部分动能转变为压能，然后沿压出管道排出。由于叶轮连续转动，就形成了泵与风机的连续工作过程。流体在封闭的叶轮中所获得的能(静压能)：ffi21l4.-K,.WrtlPtz*=一14Pf2r上式指出：流体在封闭的叶轮内作旋转运动时,叶轮进出口的压力差与叶轮转动角速度的平方成正比关系变化；与进出口直径有关，内径越小，外径越大则压力差越大，但进出口直径均受一定条件的限制；且与密度成正比关系变化，

13、密度大的流体压力差也越大。二、流体在叶轮内的运动及速度三角形为讨论叶轮与流体相互作用的能量转换关系，首先要了解流体在叶轮内的运动，由于流体在叶轮内的运动比较复杂，为此作如下假设：叶轮中叶片数为无限多且无限薄，即流体质点严格地沿叶片型线流动，也就是流体质点的运动轨迹与叶片的外形曲线相重合；为理想流体，即无粘性的流体，暂不考虑由粘性产生的能量损失；流体作定常流动。流体在叶轮中除作旋转运动外，同时还从叶轮进口向出口流动，因此流体在叶轮中的运动为复合运动。当叶轮带动流体作旋转运动时，流体具有圆周运动(牵连运动)，如图2-3（八）所示。其运动速度称为圆周速度，用符号U表示，其方向与圆周切线方向一致，大小

14、与所在半径及转速有关.流体沿叶轮流道的运动，称相对运动，如图2-3(b)所示，其运动速度称相对速度，符号W表示，其方向为叶片的切线方向、大小与流量及流道形状有关。流体相对静止机壳的运动，称绝对运动，如图23(C)所示，其运动速度称绝对速度，用符号V表示，由这三个速度向量组成的向量图，称为速度三角形，如图24所示。速度三角形是研究流体在叶轮中运动的重要工具。绝对速度U可以分解为两个相互垂直的分量：即绝对速度圆周方向的分量和绝对速度在轴面(通过泵与风机轴心线所作的平面)上的分量。绝对速度V与圆周速度U之间的夹角用表示，称绝对速度角；相对速度与圆周速度反方向的夹角用B表示，称为流动角。叶片切线与圆周速度反方向的夹角，称为叶片安装角用Ba表示。流体沿叶片型线运动时，流动角B等于安装角Ba。用下标1和2表示叶片进口和出口处的参数，8表示无限多叶片时的参数。速度三角形一般只需已知三个条件就可画出。其求法如下:(1)圆周速度U(2)轴面速度vm由连续流动方程得竽WA由于有效断面被叶片厚度5占去一部分。设每一叶片在圆周方向的长度为。，如叶轮共有Z个叶片，则总长度为z。，则面积为zb,有效断面积A应为排挤系数表示叶片厚度使流道有效断面积减小的程度。八一就厂一，w对于泵中在0.750.95的范围，轴面速度可用下式计算：%_JEDIi病(3)相对速度