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職業(yè)資格類(lèi)、計(jì)算機(jī)類(lèi)、建筑工程類(lèi)、等9大類(lèi)考試的在線網(wǎng)絡(luò)培訓(xùn)輔導(dǎo)。
英文名稱(chēng)：Water Turbine
課程編碼：08052003
學(xué)時(shí)：48 實(shí)驗(yàn)學(xué)時(shí)：4 學(xué)分：3
適用對(duì)象：熱能與動(dòng)力工程專(zhuān)業(yè)本科三年級(jí)學(xué)生
先修課程：工程力學(xué)、工程圖學(xué)、工程流體力學(xué)
大綱主撰人：李志紅大綱審核人：桂家章
一、課程性質(zhì)、目的和任務(wù)
1. 本課程為熱能與動(dòng)力工程專(zhuān)業(yè)本科三年級(jí)學(xué)生必修的一門(mén)專(zhuān)業(yè)選修課程。
2.目的是使學(xué)生掌握水輪機(jī)的基礎(chǔ)知識(shí)和選擇設(shè)計(jì)方法，可為今后水電廠機(jī)電設(shè)備和自動(dòng)化系統(tǒng)設(shè)計(jì)、制造、安裝、運(yùn)行管理和科學(xué)研究打下一定的水輪機(jī)理論基礎(chǔ)。課程主要講述水輪機(jī)的工作原理、特性、選型、主要過(guò)流部件的水力設(shè)計(jì)等。
二、教學(xué)內(nèi)容及要求
第1章：緒論
授課學(xué)時(shí)： 3
基本要求：
1-1了解水輪機(jī)的類(lèi)型、應(yīng)用水頭范圍和牌號(hào)；水輪機(jī)能量轉(zhuǎn)換的基本特征；
1-2掌握水輪機(jī)工作參數(shù)的含義；水輪機(jī)工作水頭的計(jì)算；水輪機(jī)結(jié)構(gòu)形狀和構(gòu)造 ；裝置形式；
1-3了解現(xiàn)代水輪機(jī)的發(fā)展過(guò)程；水輪機(jī)發(fā)展現(xiàn)狀；
重點(diǎn)：水輪機(jī)工作參數(shù)的含義；
難點(diǎn)：水輪機(jī)結(jié)構(gòu)形狀和構(gòu)造。
第2章：水輪機(jī)工作原理
授課學(xué)時(shí)： 8
基本要求：
2-1理解水流在水輪機(jī)轉(zhuǎn)輪中的運(yùn)動(dòng)；
2-2掌握水輪機(jī)基本方程式的表達(dá)形式；水流速度三角形的繪制和計(jì)算；流面和軸面的概念；水輪機(jī)方程式的物理意義；分析影響水輪機(jī)能量損失的因素；水輪機(jī)一般工況的速度三角形分析；
2-3理解水輪機(jī)最優(yōu)工況的條件；圓柱坐標(biāo)系的構(gòu)成和表達(dá)方法；水流在過(guò)流部件中的運(yùn)動(dòng)；水輪機(jī)能量損失的類(lèi)型。
重點(diǎn)：水流速度三角形的繪制和計(jì)算；水輪機(jī)基本方程式的表達(dá)形式；水輪機(jī)能量損失的類(lèi)型；水輪機(jī)最優(yōu)工況的條件；
難點(diǎn)：水流在水輪機(jī)轉(zhuǎn)輪中的運(yùn)動(dòng)；流面和軸面的概念，圓柱坐標(biāo)系的構(gòu)成和表達(dá)方法。
第3章：水輪機(jī)的相似理論
授課學(xué)時(shí)： 8
基本要求：
3-1理解相似條件；
3-2掌握相似條件的內(nèi)涵；相似定律公式和應(yīng)用；水輪機(jī)的飛逸現(xiàn)象、危害和防止措施；比轉(zhuǎn)速與水輪機(jī)性能的關(guān)系；相似定律表達(dá)的意義；飛逸特性；第一次近似與第二次近似公式的應(yīng)用；
3-3掌握水輪機(jī)的理論設(shè)計(jì)與相似理論的應(yīng)用；原型參數(shù)與模型參數(shù)之間的修正；理解相似準(zhǔn)則數(shù)；比轉(zhuǎn)速的定義；水輪機(jī)比轉(zhuǎn)速公式；比轉(zhuǎn)速與水輪機(jī)類(lèi)型和結(jié)構(gòu)的關(guān)系；水輪機(jī)型譜。
重點(diǎn)：相似條件；相似定律公式和應(yīng)用；水輪機(jī)最優(yōu)工況的條件；
難點(diǎn)：水流在水輪機(jī)轉(zhuǎn)輪中的運(yùn)動(dòng)；流面和軸面的概念，圓柱坐標(biāo)系的構(gòu)成和表達(dá)方法。
第4章：水輪機(jī)汽蝕、泥砂磨損與振動(dòng)
授課學(xué)時(shí)： 6
基本要求：
4-1了解汽蝕破壞機(jī)理；汽蝕的形成過(guò)程和定義；汽蝕的破壞方式和過(guò)程及危害；汽蝕的類(lèi)型；水輪機(jī)汽蝕性能；掌握吸出高度和安裝高程的規(guī)定和計(jì)算；了解影響水輪機(jī)振動(dòng)的因素；
4-2理解汽蝕系數(shù)的意義；水輪機(jī)不發(fā)生汽蝕的條件；水輪機(jī)抗汽蝕破壞的措施；防止水輪機(jī)振動(dòng)的措施；
4-3了解：液體的空化現(xiàn)象；汽蝕的等級(jí)；泥砂磨損的破壞、特性和防止措施；水輪機(jī)振動(dòng)的類(lèi)型和原因。
重點(diǎn)：汽蝕的破壞方式和過(guò)程；吸出高度和安裝高程的規(guī)定和計(jì)算；
難點(diǎn)：汽蝕的形成過(guò)程和定義；汽蝕系數(shù)的意義。
第5章：混流式水輪機(jī)
授課學(xué)時(shí)：8
基本要求：
5-1掌握：混流式水輪機(jī)引水室的主要參數(shù)和應(yīng)用；蝸殼中水流的運(yùn)動(dòng)規(guī)律；導(dǎo)水機(jī)構(gòu)的基本工作原理；轉(zhuǎn)輪葉片木模圖；尾水管的選擇；
5-2理解：混流式水輪機(jī)工作原理；金屬蝸殼的水力計(jì)算；導(dǎo)水機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)組成； 徑向式導(dǎo)水機(jī)構(gòu)的幾何參數(shù)；混流式水輪機(jī)轉(zhuǎn)輪參數(shù)；尾水管的作用和水流運(yùn)動(dòng)；
5-3了解：混流式水輪機(jī)的結(jié)構(gòu)組成和應(yīng)用； 混流式水輪機(jī)引水室的類(lèi)型和結(jié)構(gòu)形式；座環(huán)的結(jié)構(gòu)和水力計(jì)算；混流式水輪機(jī)的附屬裝置；混流式水輪機(jī)轉(zhuǎn)輪設(shè)計(jì)；混流式水輪機(jī)的軸向水推力；尾水管的基本類(lèi)型。
重點(diǎn)：混流式水輪機(jī)引水室的主要參數(shù)和應(yīng)用；蝸殼中水流的運(yùn)動(dòng)規(guī)律；導(dǎo)水機(jī)構(gòu)的基本工作原理；轉(zhuǎn)輪葉片木模圖；
難點(diǎn)：金屬蝸殼的水力計(jì)算；徑向式導(dǎo)水機(jī)構(gòu)的幾何參數(shù)；轉(zhuǎn)輪葉片木模圖。
第6章軸流式水輪機(jī)
授課學(xué)時(shí)：5
基本要求：
6-1掌握：軸流式水輪機(jī)結(jié)構(gòu)特點(diǎn)；軸流式轉(zhuǎn)輪參數(shù)選擇；
6-2理解：混凝土蝸殼的水力計(jì)算；軸流式轉(zhuǎn)輪設(shè)計(jì)原理；軸流式水輪機(jī)協(xié)聯(lián)工況的特性；
6-3了解：軸流式水輪機(jī)概述；軸流式轉(zhuǎn)輪中的水流運(yùn)動(dòng)；軸流式水輪機(jī)力特性；軸流式水輪機(jī)過(guò)渡過(guò)程。
重點(diǎn)：軸流式轉(zhuǎn)輪參數(shù)選擇
難點(diǎn)：混凝土蝸殼的水力計(jì)算；軸流式水輪機(jī)協(xié)聯(lián)工況的特性。
第6章沖擊型水輪機(jī)
授課學(xué)時(shí)：5
基本要求：
6-1掌握：水斗式水輪機(jī)結(jié)構(gòu)和主要工作部件；切擊式水輪機(jī)轉(zhuǎn)輪進(jìn)出速度三角形及基本方程式；
6-2理解：沖擊型水輪機(jī)的基本工作原理；沖擊型水輪機(jī)最優(yōu)工況條件；
6-3了解：沖擊型水輪機(jī)主要類(lèi)型及工作特點(diǎn)；切擊式水輪機(jī)工作原理及參數(shù)；沖擊型水輪機(jī)單位參數(shù)和比轉(zhuǎn)速；切擊式水輪機(jī)的特性；
重點(diǎn)：切擊式水輪機(jī)轉(zhuǎn)輪進(jìn)出速度三角形及基本方程式；
難點(diǎn)：沖擊型水輪機(jī)的基本工作原理；沖擊型水輪機(jī)最優(yōu)工況條件。
第8章水泵水輪機(jī)
授課學(xué)時(shí)：1
基本要求：
6-1掌握：水泵水輪機(jī)應(yīng)用范圍和特點(diǎn)；
6-2了解：水力機(jī)械四象限特性；水泵水輪機(jī)工作原理和參數(shù)選擇；
6-3了解：水泵水輪機(jī)概述；水泵水輪機(jī)的運(yùn)行；
重點(diǎn)：水泵水輪機(jī)應(yīng)用范圍和特點(diǎn)；
三、實(shí)踐環(huán)節(jié)
實(shí)驗(yàn)教學(xué)目的與基本要求
為了鞏固理論教學(xué)的效果，水輪機(jī)課程安排了4個(gè)學(xué)時(shí)的實(shí)踐型教學(xué)環(huán)節(jié)。通過(guò)實(shí)踐環(huán)節(jié)的培養(yǎng)，學(xué)生可以基本掌握水輪機(jī)課程的知識(shí)，具有水輪機(jī)理論、運(yùn)行和操作技能。
四、實(shí)驗(yàn)課程內(nèi)容與學(xué)時(shí)分配
| 序號(hào) | 實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目名稱(chēng) | 實(shí)驗(yàn)學(xué)時(shí) | 每組人數(shù) | 實(shí)驗(yàn)屬性 | 實(shí)驗(yàn)類(lèi)別 | 實(shí)驗(yàn)要求 | 內(nèi)容提要 |
| 1 | 水輪機(jī)能量實(shí)驗(yàn) | 2 | 3 | 專(zhuān)業(yè)類(lèi) | 綜合 | 必做 | 測(cè)量不同工況、不同開(kāi)度水輪機(jī)有關(guān)參數(shù)：水頭、流量、功率和轉(zhuǎn)速等。 |
| 2 | 水力發(fā)電過(guò)程 | 2 | 3 | 專(zhuān)業(yè)類(lèi) | 綜合 | 必做 | 機(jī)組開(kāi)停機(jī)試驗(yàn)、負(fù)荷調(diào)整、甩負(fù)荷試驗(yàn) |
五、考核方式
（1）實(shí)驗(yàn)報(bào)告：本門(mén)課程對(duì)實(shí)驗(yàn)報(bào)告的要求（應(yīng)包括對(duì)報(bào)告內(nèi)容的要求）。
（2）實(shí)驗(yàn)課的考核方式：
根據(jù)學(xué)習(xí)態(tài)度、動(dòng)手能力、出勤等部分構(gòu)成，按優(yōu)、良、及格、不及格四等次評(píng)定，實(shí)驗(yàn)課成績(jī)作為平時(shí)成績(jī)一部分。
4、實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書(shū)、參考書(shū)
六、學(xué)時(shí)分配
課程總學(xué)時(shí)為48，其中理論學(xué)時(shí)44實(shí)驗(yàn)學(xué)時(shí)4。
| 章 | 內(nèi) 容 | 講課 | 實(shí)驗(yàn)課 | 習(xí)題課 | 實(shí)踐課 | 總學(xué)時(shí) |
| 1 | 緒論 | 3 | 3 | |||
| 2 | 水輪機(jī)工作原理 | 8 | 8 | |||
| 3 | 水輪機(jī)的相似原理 | 8 | 2 | 10 | ||
| 4 | 水輪機(jī)汽蝕、泥砂磨損 | 6 | 2 | 8 | ||
| 5 | 混流式水輪機(jī) | 8 | 8 | |||
| 6 | 軸流式水輪機(jī) | 5 | 5 | |||
| 7 | 沖擊式水輪機(jī) | 5 | 5 | |||
| 8 | 水泵水輪機(jī) | 1 | 1 | |||
| 合計(jì) | 44 | 48 |
教材：《水輪機(jī)》 作者：鄭 源 鞠小明 程云山 中國(guó)水利水電出版社 2007
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