流体机械原理课程安排

《流体机械原理》课程教学大纲

适用对象：

1）能源与动力工程学院：热能与动力工程专业；核工程与核技术专业；

制冷与低温工程专业；过程装备与控制工程专业。2）建筑工程与人居环境学院：建筑环境与设备工程专业。

先修课程：高等数学、大学物理、工程热力学、流体力学。

使用教材及参考书：

教材：徐忠，离心压缩机原理（第三版），北京：机械工业出版社，1998。

李超俊，余文龙，轴流压缩机原理与气动设计，北京：机械工业出版社，

1998。

参考书：朱报祯，郭涛，离心压缩机，西安：西安交通大学出版社，1999。

常鸿寿，离心式制冷压缩机，北京：机械工业出版社，1990。

A Whitfield, N.C. Baines. Design of radial Turbomachines, New York：

Longman Scientific & Technical, 1996

一、本课程的性质、目的及任务

《流体机械原理》是能源与动力工程学院流体机械专业高年级学生的专业必修课程，也是上述相关专业的必修或选修课程。课程的主要任务是给学生讲授离心式和轴流式压缩机的基本工作原理，包括气体在压缩机中流动的基本方程和基本概念，能量损失的机理及分析，叶轮和固定元件，压缩机的流动相似，压缩机的性能曲线与调节，压缩机热力设计等。另外，将实际气体和三元流动基础作为机动或选学内容。

本门课程教学的目的和要求可分为三个层次。基本要求是培养学生掌握和运用专业知识，第二个层次是引导学生学到具体专业知识背后具有共性的东西：即正确的思维方法及独立分析问题和解决问题的能力，最高层次是启发学生具有创新意识，并懂得创新是为了更好地解决问题而不是标新立异，应能够脚踏实地地从小的改进做起。

二、课程各章节的主要内容和学时：

第一章气体流动的基本方程和基本概念（10学时）

第一节速度三角形、欧拉方程

第二节能量方程，伯努利方程

第三节气体压缩过程，压缩功，级总耗功和总功率

第四节级中气体状态参数变化。级效率

第五节流量和流量系数，能量头和能里头系数。

第二章级中能量损失（4学时）

第一节摩擦损失，分离损失

第二节二次流损失，尾迹损失

第三节 Re数与M数对流动损失的影响

第四节级性能曲线，密封的工作原理

第五节内漏气损失及轮阻损失系数的计算

附实验：离心压缩机级性能试验

第三章叶轮（4学时）

第一节叶轮分类，叶轮典型结构比较

第二节周速系数计算，叶道中粘气体速度分布

第三节叶轮中气体流动特点及主要参数对性能的影响。

第四节半开式与混流式叶轮

第四章固定元件（4学时）

第一节吸气室

第二节无叶扩压器，叶片扩压器

第三节弯道，回流器，蜗壳

第五章相似理论及基应用（6学时）

第一节流动相似的基础知识，透平压缩机的相似条件

第二节相似理论的应用

第三节相似模化设计

第四节性能换算

第六章离心压缩机性能曲线与调节（6学时）

第一节离心压缩机的性能曲线，级数对性能的影响

第二节压缩机与管网联合工作，喘振

第三节离心压缩机的串联与并联

第三节离心压缩机调节

第七章实际气体

第一节实际气体的P-V-T关系，实际混合体的混合法则。

第二节实际气体的热力学性质

第三节实际气体的热力学过程

第八章三元流动基础

共计课内34学时，试验2学时

三、课程的教学要求及辅助教学环节：

第一章：气体流动的基本概念

教学要求：

1、掌握欧拉方程二种形式。物理意义，适用条件

2、掌握级（包括叶轮）及固定元件中的能量方程及伯努利方程式的不同形

式和物理意义。

3、不同效率定义。及物理意义

4、静参数和滞止参数，沿流道的变化规律，能熟练地运用能量方程。伯努

利方程等计算级中各主要截面上的气功与热力参数。

5、流量系数。能量头系数的概念，轴向涡概念。

辅助教学环节：

（1）看离心压缩机模型，增加对离心压缩机中元件的观性认识。

（2）轴向涡小试验

（3）习题及思考题，以及小测验，解答

第二章：级中能量损失

教学要求：

（1）、了解级中气体流动过程中所产生的流动损失：摩擦、分离、二次流及尾迹损失产生的机理。

（2）、Recr.Men,Mmax的基本概念

（3）掌握离心压缩机级性能试验（Qin-ε.Qin-ηpot Qin-Ni）

（4）旋转脱离，喘振。滞止流量的概念。

（5）一般梳齿密封的基本工作原理，以及计算漏气及轮阻损失方法。

辅助教学环节：

（1）级学生看离心压缩机叶轮中内部流场的实测图片

（2）习题及思考题

第三章：叶轮

教学要求：

（1）掌握反作用度ϑ与滑移系数μ的概念

（2）使学生对不同型式叶轮在作功能力（hth）.效率及工况范围之间有一个辩认来选择叶轮的型式。同时对各种型式叶轮的特点有一个完整的认识。（3）了解叶轮的进口截面。出口截面气流的运动规律，初步了解叶道中无粘气体的速度分布规律。

（4）了解周速系数的概念。掌握周速系数的计算

辅助教学环节：

（1）看各种样本，扩大对离心压缩机以及各种不同型式的叶轮的观性认识（2）看叶轮模型以及解叶轮型式和结构参数

（3）作习题及思考题

第四章：固定元件

教学要求：

（1）掌握气体在固定元件、吸气室、扩压器（无叶、有叶）弯道，回流器及蜗