《过程流体机械》课程实施大纲.docx
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1、过程流体机械课程实施大纲目录1 . 教学理念生的发展11.1 教学的有效性3教学策略41.2 教学价值观5.课程介绍61.3 课程性质6课程在学科专业结构中的地位及作用61.4 课程的历史与文化传统7课程的前沿及发展趋势71.5 课程与经济社会发展的关系8课程内容可能涉及到的伦理与道德问题81.6 学习本课程的必要性9.教师简介错误!未定义书签。2 .先修课程9.课程目标92.1 知识与技能9过程与方法103 .课程内容10课程内容概要10远，脚踏实地，要明确意识到肩负的国家使命和社会责任。做好老师，要有道德情操。 老师对学生的影响，离不开老师的学识和能力，更离不开老师为人处世、于国于民、于
2、公于私所持的价值观。扎实的知识功底、过硬的教学能力、勤勉的教学态度、科学的教学方法是老师的基 本素质，其中知识是根本基础。好老师应该是仁师，没有爱心的人不可能成为好老师。 世界上没有两片完全相同的树叶。好老师一定要平等对待每一个学生，尊重学生的个性, 理解学生的情感，包容学生的缺点和不足，善于发现每一个学生的长处和闪光点，让所 有学生都成长为有用之才。育人为本是大学应坚守的基本观念理性。教学是人才培养的过程，是传递知识的过 程，让学生在收获知识的过程中成长，过程流体机械包括泵、往复式活塞压缩机、离心 式压缩机、离心机等，这些流体机械在过程工业中起到关键作用，一旦发生事故，将影 响生产的连续性，
3、对企业造成停车、停产，小则影响企业的经济效益，大则影响到整个 国家国民经济的发展，我们要通过通过教育，达到以下目的：提升学生三项素养：高度的责任心、持续的进取心、强烈的好奇心。增强学生四大基本能力：表达能力、动手能力、创新能力、和谐能力。实现五个结合：社会担当与健全人格结合、职业操守与专业能力结合、人文情怀与 科学精神结合、历史眼光与全球视野结合、创新精神与批判思维结合。1.1 程介名2.1 课程性质过程流体机械是过程装备与控制工程专业的核心课程之一，也是本专业在本科 教学中一门比较深入、系统地介绍过程工程中常用的流体机械，如泵、往复式活塞压缩 机、离心式压缩机、离心机等的课程，是过程装备与控
4、制工程专业本科生必修课、考试 课，在完成专业技术基础课的教学环节后进行。2.2 课程在学科专业结构中的地位及作用过程工业是加工制造流程性材料的工业，是以物质的化学、物理和生物转化基础, 以生成新的物质产品或转化物质为目的。完成过程工业生产的硬件设施即过程装备。过 程装备主要包括静设备与过程流体机械。流体机械应用量大面广，在国民经济众多的产品生产过程中起着心脏、动力和关键 设备的重要作用，选用好这些流体机械，对工厂的装备投资，生产产品的质量、产量、 成本和效益等都具有十分重要的意义，因而它是一门十分重要的专业核心课程。2.3 课程的历史与文化传统从新中国诞生以来，1951年大连工学院首先成立“化
5、学生产机器与设备”专业。1952 年全国大学院系大调整，天津大学、浙江大学、华东化工学院、华南工学院、成都工学 院、杭州化工学校（中专班）等，成立“化学生产机器与设备”专业，简称为化机专业。随 着国家经济技术的发展，1998年我国经历了建国以来最大规模的专业调整，将专业合并 减少为二百五十个，当年3月教育部正式批准将原“化工设备与机械”本科专业改造建设 为“过程装备与控制工程”本科专业，为适应社会市场的需求，随后将原专业开设的“化 工机器”课程更名为“过程流体机械”课程。过程装备与控制工程专业根据国家教学指导委员会的认定，主要包括：过程设备设 计、过程流体机械、化机制造工艺、过程装备控制技术及
6、应用、过程装备成套技术五门 核心课程。现在的过程装备与控制工程专业涵盖了化工、机械及控制等相关学科领域， 培养的是适应社会市场需求的复合型人才。1.4 课程的前沿及发展趋势（1）创造高参数的新机型如：高压力、高单压比的泵、压缩机（活塞式压缩机高达700 Mpa,离心压缩机高 达200 Mpa）；大流量或小流量泵、压缩机（活塞式压缩机小流量达0.01m3/min,轴流 压缩机大流量高达10000 m3/min）；高转速离心机、压缩机（转速高达150000rpm）；超 音速压缩机（例如MN2的超音速轴流压缩机）；操作自动控制的大型离心机；小型化的 机型。（2）流体机械内部流动规律的研究与应用在流体
7、机械的通流部件中进行空间三维流动、粘性湍流、可压缩流、两相多相流和 非牛顿流体的流场数值分析计算以及改进空间流道几何形状的设计等。(3)高速转子动力学的研究与应用高速转子的平衡、弯曲振动、扭转振动、支撑与抑振、轴封、使用寿命预估等。(4)新型制造工艺技术的发展多维数控机床加工叶轮、叶片；精密浇注和模锻复杂零件；特殊焊接；电火花加工 等。(5)流体机械的自动控制机械安全运行；调控到最佳运行工况；变工况运行等。(6)流体机械的故障诊断为使流体机械安全运行，将定期停机大修转为预防性维修，采用在线实时故障诊断 系统，遇到紧急情况及时报警、监控或联锁停机。目前故障诊断系统正向人工智能专家 诊断系统和神经
8、网络诊断系统方向发展。(7)实现国产化与国际竞争许多大型的复杂的流体机械均已由国外引进过渡到实现国产化，并随着一些大型工 程装备的出口，向国外销售，参与了国际竞争。1.5 课程与经济社会发展的关系过程装备与控制工程专业涵盖了化工、机械及控制等多个相关学科领域，是结合数、 理、化和多领域的工程知识，以安全和经济的方式解决诸多的工业问题的学科，与过程 工业紧密联系。过程工业是加工制造流程性材料的工业，是以物质的化学、物理和生物 转化基础，以生成新的物质产品或转化物质为目的。完成过程工业生产的硬件设施即过 程装备，过程装备主要包括静设备与过程流体机械。过程流体机械是过程工业装备的重 要组成部分之一，
9、是以流体为介质进行能量转换处理与输送的机械，是过程装备中的心 脏、动力和关键设备。过程工业涉及国民经济多个行业，即与国民经济息息相关。1.6 课程内容可能涉及到的伦理与道德问题本课程的教学要求是以道德、伦理与国家的法律以及国家标准和行业标准相结合， 遵守社会的德行规范。课程中涉及的伦理与道德问题主要是：以国家或行业标准为准绳, 进行相关的设计和研发，坚守诚信的理念，考虑流体机械的可靠性和社会环境的安全性, 以保证人民生命财产，创造良好的、和谐的社会环境。1.7 学习本课程的必要性流体机械应用量大面广，在国民经济众多的产品生产过程中起着心脏、动力和关键 设备的重要作用，选用好这些流体机械，对工厂
10、的装备投资，生产产品的质量、产量、 成本和效益等都具有十分重要的意义，因而它是一门十分重要的专业核心课程。该课程比较深入、系统地介绍了过程工程中常用的流体机械，如叶片泵、往复式活 塞压缩机、离心式压缩机、离心机等，从而让学生系统地了解过程流体机械的基本要求 和设计内涵，培养学生全面考虑、分析和解决工程实际问题的能力，达到让学生能够初 步学会选用各种流体机械的目的。4 .先修课程先修课程：高等数学、机械制图、理论力学、材料力学、流体力学、化工原理、机 械设计等。主要先修课程的主要知识点：流体机械的理论部分会多次用到高等数学的微积分知 识，离心泵基本方程式的推导会用到理论力学中的动量矩理论，泵的知
11、识部分涉及到化 工原理中的泵的知识等。机械设计、材料力学、流体力学等课程内的主要知识在本课程 中均会涉及到。本课程与生产实际联系密切，对学生的实践基础知识要求较高，在学习 本课程之前必须进行认知实习、生产实习。5 .课程目标5.1 知识与技能掌握泵、压缩机及离心机的基本结构、工作原理、相关力学原理及工程应用的基本 常识；使学生系统地了解过程流体机械的基本要求和设计内涵，包括其基本概念、分类 及应用范围；通过本课程的学习，培养学生全面考虑、分析和解决工程实际问题的能力，增加学 生对工程应用的认识;在了解流体机械发展的新趋势和一些现代的新知识基础上，达到让学生能够初步学 会选用各种流体机械的目的。
12、5.2 过程与方法采用集体学习和教师自学相结合的方式，充分利用好学校征订的报刊和互联网上的 资源，学习现代教育教学理论，先进的教育教学方法、教学模式，推行启发式教学、讨 论式教学、探究式教学以及案例教学；使教师能运用先进的教学思想指导教学，运用现 代化的教学技术辅助教学，以“少而精”的教学内容，培养“博而通”的过程装备与控制工 程应用型专业人才。针对本课程实践性很强的特点，将课堂教学与工程实践紧密结合， 突出主干，理顺分枝，教学中引入工程实例、在实验室让学生动手进行装拆实验。教师 由单纯的以传授知识为主转变为以培养学生的能力为主，充分体现了学生的主体，让学 生真正成为学习的主人，从而激发学生的
13、学习兴趣，提高课堂教学效率。根据每个章节的主要内容，对重点、难点、疑点进行准确定位，做到重点掌握、难 点讲透、疑点搞清。在全面讲授课程知识体系的同时，对重点难点的问题设置习题课、 讨论课。通过学生的课堂练习和讨论达到巩固所学知识和充分理解知识点的目的。方法主要有讲授法和讨论法，以及利用网络工具开展讨论分析。采用启发式、讨论 式与实验教学相结合的教学方法。教师在理论授课时注重教学互动形式，即采用启发式 提问，学生讨论后回答的方式加强交流，重要章节结合实验教学，使教学模式生动多样。6 .课程内容6.1 课程内容概要第1章概论1.1 过程流体机械概念1.2 过程流体机械的分类1.3 过程流体机械的用
14、途过程流体机械的发展趋势 第2章泵2.1 离心泵2.2 轴流泵2.3 旋涡泵2.5 往复泵2.6 齿轮泵2.7 泵的启动及运行2.8 容积式压缩机3.1 概述3.2 级的热力过程3.3 多级压缩3.4 活塞压缩机动力学3.5 活塞式压缩机的总体结构3.6 主要零部件结构简介3.7 活塞式压缩机的运转3.8 回转式压缩机第4章 离心式压缩机及通风机4.1 离心式压缩机概述4.2 基本方程式4.3 级内的各种流量损失4.4 功率与效率4.5 多级压缩4.6 性能与调节4.7 主要零部件4.8 安全可靠性4.9 选型4.10 通风机4.11 机械5.1 概述5.2 离心机5.3 过滤式离心机三足式离
15、心机上悬式离心机刮刀式离心机活塞式离心机锥篮式、振动式离心机螺旋卸料离心机5.4 沉降式离心机三足式、刮刀式、螺旋卸料式等。5.5 离心机的选型第6章 高速回转元件的强度和轴的临界转速6.1 高速回转轮盘的应力与变形6.2 高速转鼓壁的强度计算6.3 高速转轴的临界转速计算教学重点、难点及主要知识点第1章概论1、重点：了解过程流体机械的概念、分类、用途及发展方向。2、难点：本章无3、主要知识点：过程流体机械的概念、分类、用途及发展方向第2章泵1、重点：离心泵的工作原理、工作特性、选型，离心泵的汽浊产生、计算及判断。2、难点：离心泵的汽浊产生、计算及判断3、主要知识点：离心泵的工作原理、工作特性
16、、选型，离心泵的汽浊产生、计算 及判断。第3章 容积式压缩机1、重点：压缩机的工作原理、级的压缩过程与压缩功、热力性能、动力性能、调 节与控制、选型。2、难点：热力性能、动力性能、选型3、主要知识点：压缩机的工作原理、级的压缩过程与压缩功、热力性能、动力性 能、调节与控制、选型。第4章 离心式压缩机及通风机1、重点：离心压缩机的工作原理、级的压缩过程与各种能量损失；离心压缩机的 性能、调节与控制、选型。2、难点：离心压缩机的调节与控制、选型。3、主要知识点：离心压缩机的工作原理、级的压缩过程与各种能量损失；离心压 缩机的性能、调节与控制、选型。第5章分离机械1、重点：分离因数、离心液压、离心力
17、场的特点；几种常见工业用的离心机结构 特点、工作原理及选型。2、难点：离心机结构特点、工作原理及选型。3、主要知识点：分离因数、离心液压、离心力场的特点；几种常见工业用的离心 机结构特点、工作原理及选型。第6章 高速回转元件的强度和轴的临界转速1、重点：高速回转鼓壁的强度计算。2、难点：无3、主要知识点：高速回转鼓壁的强度计算方法；转轴的临界转速基本概念，影响 临界转速的因素。6.2 学时安排第1章概论（2学时）第2章泵（10学时）第3章 容积式压缩机（14学时）第4章 离心式压缩机及通风机（10学时）第5章分离机械（10学时）第6章 高速回转件的强度和轴的临界转速（4学时）总复习 （2学时）
18、对毕业要求的支撑过程工业是以流程性物料（气体、液体、粉体）为主要处理的对象、完成各种生产 的工业，是现代国民经济支柱产业之一。而过程装备是保证实现完成生产过程的硬件， 过程流体机械是过程装备的重要组成部分之一，以流体为介质进行能量转换处理与输送 的机械。本课程以压缩机、泵、分离机等过程流体机械为主要研究，在毕业设计中起到 十分重要的作用，过控毕业设计题目，有近一半为过程流体机械，只有学好了本门课程, 才能进行相关的毕业设计。学习本课程后，可以使学生系统地了解过程流体机械的基本 要求和设计内涵，培养学生全面考虑、分析和解决工程实际问题的能力，达到让学生能 够初步学会选用各种流体机械的目的。对毕业
19、后从事本专业工作有重要作用。7 .课程教学实施本课程按章节内容共分为六大教学单元进行教学，各大教学单元又以每次课（2学 时）细分为一个教学小单元，然后再进行具体的教学进度安排。每个教学单元包括：（1）单元教学日期（2）单元教学目标（3）单元教学内容（含重点、难点）（4）单元教学过程（5）单元教学方法（课堂讲授、案例分析、讨论与探究法、自主学习法、实验与 演示法等）（6）单元作业安排及课后思考（7）（单元）课前准备情况及其他相关特殊要求（8）教学单元的参考资料本课程的教学单元具体划分如下：表7-1过程流体机械教学单元划分大单元序号章节名称大单元划分总学时数第一单元第1章概论2第二单元第2章泵共分
20、5个小单元，每小单元2学时10第三单元第3章 容积式压缩机共分7个小单元，每小单元2学时14第四单元第4章 离心式压缩机及通风机共分5个小单元，每小单元2学时10第五单元第5章离心机共分5个小单元，每小单元2学时10第六单元第6章 高速回转元件的强度和 轴的临界转速共分2个小单元，每小单元2学时4第七单元总复习26.2 教学重点、难点及主要知识点12学时安排136.3 对毕业要求的支撑147.课程教学实施157.1 第一单元概论16第二单元之1小单元泵1187.2 第二单元之2小单元泵220第二单元之3小单元泵3217.6 第二单元之4小单元泵423第三单元之1小单元容积式压缩机1247.7
21、第三单元之2小单元容积式压缩机226第三单元之3小单元容积式压缩机3287.8 第三单元之4小单元容积式压缩机430第三单元之5小单元容积式压缩机5317.9 第三单元之6小单元容积式压缩机633第三单元之7小单元容积式压缩机7357.10 第四单元之1小单元离心式压缩机及通风机136第四单元之2小单元离心式压缩机及通风机2387.11 第四单元之3小单元离心式压缩机及通风机340第四单元之4小单元 离心式压缩机及通风机4417.12 第四单元之5小单元离心式压缩机及通风机543第五单元之1小单元分离机械1447.1第一单元概论(1)单元教学日期第1次课，2学时(2)单元教学目标本课程的性质和
22、任务，本课程的教学内容和教学环节的安排；本课程的特点和学习要求；了解流体机械的基本特点及其在物质生产过程中的地位和作用；过程流体机械的分类、用途及近代发展趋势。(3)单元教学内容(含重点、难点)内容：第1章概论1.1 过程流体机械概念1.1.1 过程及过程工业1.1.2 成套过程装置1.1.3 过程装备1.1.4 过程流体机械本课程主要介绍：泵、活塞式压缩机、离心式压缩机、分离机械。1.2 过程流体机械的分类1.2.1 按能量转换分类1.2.2 按流体介质分类1.2.3 按流体机械结构特点分类1.3 过程流体机械的用途1.3.1 按行业说明用途1.3.2 按功能说明用途1.4 过程流体机械的发
23、展趋势1.4.1 创造新的机型1.4.2 流体机械内部流动规律的研究与应用1.4.3 高速转子动力学的研究与应用1.4.4 新型制造工艺技术的发展1.4.5 流体机械的自动控制1.4.6 流体机械的故障诊断1.4.7 实现国产化与国际竞争重点：了解过程流体机械的分类、用途及发展方向；难点：无（4）单元教学过程（请详细描述教学实施过程）1）从过程工业谈起，层层深入，逐步对过程工业的组成剖析，对过程流体机械的 分类、用途及发展方向进行重点讲解，在讲解流体机械用途时要突出在过程工业中的广 泛性与重要性，讲解流体机械发展方向时要注意激发学生对该门课程的兴趣以及国内外 流体机械的发展动态。2）对于重、难
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