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職業(yè)資格類、計(jì)算機(jī)類、建筑工程類、等9大類考試的在線網(wǎng)絡(luò)培訓(xùn)輔導(dǎo)。

英文名稱：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

適用對象：熱能與動力工程專業(yè)本科三年級學(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. 本課程為熱能與動力工程專業(yè)本科三年級學(xué)生必修的一門專業(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)的類型、應(yīng)用水頭范圍和牌號；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；

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；水流在過流部件中的運(yùn)動；水輪機(jī)能量損失的類型。

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；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；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

授課學(xué)時(shí)： 6

基本要求：

4-1了解汽蝕破壞機(jī)理；汽蝕的形成過程和定義；汽蝕的破壞方式和過程及危害；汽蝕的類型；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)振動的措施；

4-3了解：液體的空化現(xiàn)象；汽蝕的等級；泥砂磨損的破壞、特性和防止措施；水輪機(jī)振動的類型和原因。

重點(diǎn)：汽蝕的破壞方式和過程；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；

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；軸流式水輪機(jī)力特性；軸流式水輪機(jī)過渡過程。

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，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

五、考核方式

（1）實(shí)驗(yàn)報(bào)告：本門課程對實(shí)驗(yàn)報(bào)告的要求（應(yīng)包括對報(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、動手能力、出勤等部分構(gòu)成，按優(yōu)、良、及格、不及格四等次評定，實(shí)驗(yàn)課成績作為平時(shí)成績一部分。

4、實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書、參考書

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。

教材：《水輪機(jī)》 作者：鄭 源 鞠小明 程云山 中國水利水電出版社 2007

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