《流体机械设计I》课程教学大纲(本科).pdf

流体机械设计(I)
DesignofFluidMachinery(I)

课程代码：02410059
学分：2
学时：32（其中：讲课学时：32实验学时：0上机学时：0课外:0）
先修课程：工程图学，流体力学，热力学，流体机械原理
适用专业：流体机械及工程
教材：流体机械原理（上册）；张克危；北京:机械工业出版社,2000.5

一、课程性质与课程目标
㈠课程性质
《流体机械设计(I)》是相关专业教学计划中的专业必修课程，是培养流体机械高级
技术人才而开设的一门专业课。它建立在数学、物理学、工程图学、机械工程基础、流
体力学、热力学、流体机械原理等课程知识的基础上，为研究流体机械提供先进的设计
基础和设计方法。
本课程主要强调在教学中引导学生灵活运用已学到的基础知识、专业基础知识来解
决专业课程中的实际问题，强调理论与实际的结合，注重知识的更新与相关学科知识的
交叉，注重解决问题的思维方法，对学生的工程实践观念有所培养，对创新意识有所启
迪。通过本课程的教学，使学生能掌握流体机械设计方面的基础理论知识，掌握流体机
械设计计算方法以及进行流体机械管网计算和选型的基本技能，为后续专业课学生打下
基础。同时，通过专业知识的学生，培养学生严谨求实的科学态度，正确的思维方法，
综合运用所学知识分析和解决实际工程问题的能力，并培养学生具有一定的创新精神。
㈡课程目标
课程目标1：知识的提高：
⑴掌握径流式流体机械流动损失分析和计算方法；
⑵掌握轴流式流体机械基本理论和叶栅升力理论；
⑶掌握流体机械特性曲线绘制和工况调节方法
⑷掌握叶片泵系列型谱和选型计算方法
课程目标2：能力与素质的培养：
⑴提炼与解决问题：选择合适的分析对象，提炼主要问题，把握主要目标，制定相
应解决方案；
⑵科学抽象简化模型：将实际工程问题应用理想流体、定常流动、轴对称流动等概
念科学抽象简化为理想模型；
⑶工程意识、实践能力：运用所学的知识和技能，对需要解决的问题进行分析判断，
找出矛盾，据有效证据与事实，提出合理解决方案。
⑷探究意识、创新能力：依据专业知识的更新与相关学科知识的交叉，综合运用，
对流体机械性能和结构有所提高。

二、课程内容及教学要求
第一章绪论
㈠教学内容
1、流体机械定义
2、流体机械结构
㈡教学要求
1、掌握流体机械严格定义，以及流体机械与汽轮机、燃气轮机、内燃机的区别。
2、掌握流体机械的结构形式。
3、培养较正确的思维方法、工程观点。
4、探究意识和初步创新能力培养，依据专业知识的更新与相关学科知识的交叉，
综合运用，对流体机械性能和结构创新。
㈢重点与难点
1.重点
流体机械定义
2.难点
流体机械结构

第二章径流式流体机械的设计计算基础
㈠教学内容
1、概述
2、一元流动理论分析
3、离心叶轮流道中的流动计算
4、叶轮的结构形式及几何参数的确定
5、静止过流部件的设计计算
㈡教学要求
1、掌握径流式、混流式流体机械主要过流部件结构和主要作用。
2、掌握一元流动理论分析、离心式压缩机级中典型压缩过程分析、级中损失计
算方法。
3、掌握垂直于流体流动方向上的压力梯度和速度梯度。
4、掌握叶轮结构型式、不同叶片形状的叶轮性能分析、径流和混流式叶轮主要
几何参数确定。
5、掌握吸入室、扩压器和出口装置的结构、基本设计方法和流动分析。
6、选择合适的分析对象，科学简化条件，提出合理假设，提炼主要问题，把握
主要目标，得到可行的解决方案。
㈢重点与难点
1.重点
径流式、混流式流体机械叶轮结构、级中损失计算、垂直于流体流动方向上的压
力梯度和速度梯度、不同叶片形状的叶轮性能分析、吸入室和扩压器的结构、基本设计
方法和流动分析。
2.难点
级中损失计算方法、叶片流道中的作用力分析、不同叶片形状的叶轮性能分析、
径向和半螺旋吸入室结构、基本设计方法和流动分析。

第三章轴流式流体机械的设计计算
㈠教学内容
1、轴流式流体机械的基本理论
2、机翼与叶栅的升力理论
㈡教学要求
1、掌握轴流式流体机械结构、基本理论、不同叶栅的配置方式下速度三角形、
轴流机械反作用度、径向平衡理论、等环量流型、等反应度等值功的级、变环量级。
2、掌握孤立翼型的升力理论、平面直列叶栅定义、叶栅的几何参数与动力特性、
叶栅的流体动力基本方程式。
3、科学抽象简化模型，将实际工程问题应用理想流体、定常流动、轴对称流动
等概念科学抽象简化为理想模型。
㈢重点与难点
1.重点
基元级定义、进出口速度三角形、扭速定义、不同叶栅的配置方式下速度三角形、
轴流机械反作用度、简化径向平衡方程式、等环量级的流动参数沿径向变化、等反应度
等值功级的流动参数沿径向变化。
2.难点
不同叶栅的配置方式下速度三角形、反作用度表达式推导、反作用度与速度三角
形的关系、径向平衡条件推导、流型与叶片