课程类别：专业教育课程 课程名称：过程流体机械
开课单位：机械工程学院 课程编号：B03020502
总 学 时：40 学 分：2.5
适用专业：过程装备与控制工程
先修课程：工程材料、材料力学、工程流体力学、机械设计基础、工程热力学
一、课程在教学计划中地位和作用
《过程流体机械》课程是“过程装备与控制工程”专业的专业核心课程之一，是过程装备与控制工程专业本科生必修的一门实践性很强的专业教育课程。属于应用型、综合型的专业核心课程，综合了机械方面、结构型式、流体力学、工程热力学、能量转换、调节控制、选型操作等多方面的知识。学生在学习了基础课和技术基础课程后，方能进行本课程的学习
课程主要介绍典型流体机械——往复式压缩机、离心式压缩机、离心泵、离心机的工作原理、结构形式、运行性能与调节控制、安全可靠性以及选型方法。
通过本课程的学习，使学生系统地掌握过程流体机械的基本概念、分类、用途、选型以及使用维护。培养学生具有从事过程流体机械的使用、选型、管理及研究的初步能力，为学生日后从事过程机械的设计、研发、运行、制造及管理等方面的工作奠定必要的技术基础。
二、课程目标
通过本课程的理论教学，使学生具备下列能力：
1．能够应用典型过程流体机械的一般知识，包括往复式压缩机、离心式压缩机、离心泵、离心机的等，建立生产实践中典型流体机械的工作原理、结构形式、运行性能与调节控制、安全可靠性以及选型方法等。培养学生对过程工业中对实际使用的流体机械的分类、选型以及使用维护的能力。
2．能够应用典型过程流体机械的一般知识，包括往复式压缩机、离心式压缩机、离心泵、离心机的工作原理、结构形式、运行性能与调节控制等，建立生产实践中流体机械的设计和工程上所遵循的基本方法和标准。使学生具备典型流体机械的初步设计能力，使学生具备工业生产中过程流体机械的节能运行和安全运行初步分析能力。
3．通过课程学习使学生具备基本的过程流体机械的相关知识，培养学生运用过程流体机械的基础知识对工程技术问题进行综合分析、发现问题，从而解决问题，达到动手能操作、控制、维修、管理，动脑能设计、研究、开发的应用型复合人才。
三、课程内容及基本要求
第一章 绪论
本章教学要求：过程工业及过程装备的相关概念和知识，了解过程流体机械的发展趋势和在工程中的应用情况，本课程的内容和课程体系安排。
1．本课程的内容简介、具体安排及基本要求；
2．过程工业、过程流体机械等基本概念；
3. 过程流体机械的分类、用途及其发展趋势。
第二章 容积式压缩机
本章教学要求：往复式压缩机的工作原理、结构形式、热力性能、动力性能、调节控制以及选型方法；容积式压缩机的特点和其他容积压缩机。
1．容积式压缩机的工作原理；往复式压缩机的结构组成及特点；
2. 往复式压缩机的工作原理及压缩过程；级的理论循环和实际循环；循环功、功率及效率；
3. 压缩机的多级压缩；
4. 热力性能，会计算容积流量、供气量，以及功率和效率的计算；
5. 容积式压缩机动力性能及计算；
6. 容积式压缩机的调节原理、调节方式与控制；
7. 气阀、密封等辅助设备；
8. 各种回转式压缩机的结构特点和工作原理；
9. 容积式压缩机的分类和选型，以及选型基本计算。
本章教学重点：往复式压缩机的级及级的循环过程；多级压缩；热力性能；动力性能；调节与控制。
本章教学难点：往复压缩机容积系数；惯性力平衡。
第三章 离心式压缩机
本章教学要求：离心式压缩机的工作原理、结构形式、性能、调节与控制、安全可靠性以及选型方法；其他离心压缩机。
1. 离心式压缩机的典型结构和工作原理；
2. 离心压缩机基本理论和各种能量损失、功率和效率的计算；
3. 离心式压缩机的性能，最大流量工况和最小流量工况，喘振工况及控制方法；
4. 调节原理，各种调节方法及其特点，附属设备和离心式压缩机的控制；
5. 离心式压缩机的临界转速及轴向推力的计算和平衡；
6. 离心式压缩机的相似原理及应用；
7. 离心式压缩机的性能、控制、轴向推力的计算和平衡；
8. 离心式压缩机选型的基本原则和选型方法。
本章教学重点：离心式压缩机的工作原理；离心压缩机的级及级能量损失；离心压缩机性能曲线；喘振工况；相似理论；调节与控制。
本章教学难点：欧拉方程；喘振。
第四章 泵
本章教学要求：离心泵分类与用途，离心泵工作原理和结构形式，离心泵工作特性，调节与控制，泵的选用；其他泵。
1. 泵的分类及用途；
2. 离心泵的典型结构，其工作原理和基本方程；
3. 离心泵的汽蚀及预防措施，性能及其调节方法；
4. 离心泵的启动和运行；
5. 相似理论在泵中的应用；
6. 其它工作泵的结构特点和工作原理；
7. 泵的选用原则及分类，泵的选用方法和步骤。
本章教学重点：离心泵性能曲线；离心泵主要性能参数；汽蚀工况；相似理论；调节与控制；泵的选用。
本章教学难点：汽蚀工况和汽蚀参数；相似工况和相似定律。
第五章 离心机
本章教学要求：了解离心机的典型机构和离心分离的基本原理，掌握相关的概念，能够认识典型离心机的结构特点和工作工程，能够进行离心机的选型。
1. 离心机的典型结构及工作原理，以及离心机的有关计算；
2. 过滤离心机及沉降离心机的结构特点和工作原理及其用途；
3. 离心机的选型的原则和依据，选型的基本方法。
实验一 往复式压缩机级的实际循环过程及性能测试实验
实验目的：了解往复式压缩机的性能测试方法，测量级的实际循环过程并绘制实际循环示功图；通过调节压缩机的排气压力，测量压缩机的性能并绘制压缩机的性能曲线。
主要实验内容：
1. 掌握容积式压缩机排气量、排气压力、轴功率、效率的测量方法。
2. 掌握压缩机示功图的测试原理、测量方法和测量过程。
3. 分析实际循环示功图变化规律。
4. 测量压缩机的性能并绘制压缩机的性能曲线。
5. 分析随工况变化压缩机性能参数的变化规律，同时通过实验验证。
实验二 离心泵汽蚀及性能测试实验
实验目的：理解泵的汽蚀及性能测试，测定离心泵在恒定转速下的性能，绘制出该泵在恒定转速下的扬程—流量（H-Q）曲线；轴功率—流量（N-Q）曲线、泵效率—流量（η-Q）曲线、[Hs]---Q；熟悉离心泵的操作方法，了解流量仪表、测功装置的原理及操作使用方法，进一步巩固离心泵的有关知识。
主要实验内容：
1. 掌握离心泵流量、扬程、汽蚀余量、功率、效率的测量方法；
2. 要求掌握离心泵性能曲线（H—Q、N—Q、η—Q、[Hs]---Q）测试的原理。
3. 分析性能曲线形状形成的原因。
四、学时分配
五、课程目标达成评价的途径和措施
1. 考核目标
在考核学生对过程流体机械基本概念和原理的基础上，重点考核学生掌握过程流体机械包括往复式压缩机、离心式压缩机、离心泵、离心机的工作原理、结构形式、运行性能与调节控制等能力，使学生能够分析过程流体机械工作过程，能够具备基本的选型能力。
通过理论教学、实践示例、课堂讨论、自学、辅导等多种方式讲授重点和难点。
2. 考核方式
期末闭卷考试，百分制，课程考核平时成绩在总评成绩中占有30%，重点检查学生对课程涉及的基本概念和知识的掌握情况以及对所学知识的应用能力，卷面成绩占有70%。
3. 考核方式及对课程目标达成、评价比例见表5.1和表5.2所示。
4. 计分办法：百分制分数，满分为100分。
六、主要参考书
1. 李云，姜培正. 过程流体机械第二版，北京：化学工业出版社，2010
2. 康勇，张建伟，李桂水. 过程流体机械，北京：化学工业出版社，2007
3. 刘志军. 过程机械（下册），北京：化学工业出版社，2007
