Насосы и Насосные станции - Московский государственный

Федеральное государственное образовательное учреждение
высшего профессионального образования
«МОСКОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ
ПРИРОДООБУСТРОЙСТВА»
Кафедра «Насосы и насосные станции»
УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКИЙ КОМПЛЕКС ДИСЦИПЛИНЫ
НАСОСЫ И НАСОСНЫЕ УСТАНОВКИ
основной образовательной программы по специальности
280202
ИНЖЕНЕРНАЯ ЗАЩИТА ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ
Москва 2010
РАЗДЕЛЫ УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКОГО КОМПЛЕКСА
РАБОЧАЯ УЧЕБНАЯ ПРОГРАММА
1. ЦЕЛИ И ЗАДАЧИ ДИСЦИПЛИНЫ
2.ТРЕБОВАНИЯ К УРОВНЮ ОСВОЕНИЯ СОДЕРЖАНИЯ ДИСЦИПЛИНЫ
3. СОДЕРЖАНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ
3.1. РАЗДЕЛЫ ДИСЦИПЛИНЫИ ВИДЫ ЗАНЯТИЙ
3.2. СОДЕРЖАНИЕ РАЗДЕЛОВ ДИСЦИПЛИНЫ
4. УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКИЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ
4.1. РЕКОМЕНДУЕМАЯ ЛИТЕРАТУРА
а) основная
б) дополнительная
4.2. МЕТОДИЧЕСКОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ
5. МАТЕРИАЛЬНО-ТЕХНИЧЕСКОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ
КАРТА ОБЕСПЕЧЕННОСТИ УЧЕБНОЙ ЛИТЕРАТУРОЙ
МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ ПРЕПОДАВАТЕЛЮ О МЕТОДАХ И
СРЕДСТВАХ ОБУЧЕНИЯ
1. ЛЕКЦИЯ
2. ПРАКТИЧЕСКИЕ ЗАНЯТИЯ
3. ЛАБОРАТОРНЫЕ ЗАНЯТИЯ
ЛИСТ СОГЛАСОВАНИЯ
Приложение
2
ГОУ ВПО «Московский государственный университет
природообустройства»
Утверждаю
Декан факультета
природообустройства и водопользования
Корнеев И.В.
_________________________
РАБОЧАЯ УЧЕБНАЯ ПРОГРАММА
дисциплины
НАСОСЫ И НАСОСНЫЕ УСТАНОВКИ
для специальности
280202
ИНЖЕНЕРНАЯ ЗАЩИТА ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ
Кафедра «Насосы и насосные станции»
Виды учебной работы
часов
Общая трудоёмкость
81
Аудиторные занятия:
Лекции
Практические занятия, семинары
Лабораторные работы
Самостоятельная работа
Расчётно-графическая работа (РГР)
Вид итогового контроля
51
17
17
17
семестры
7
30
экзамен
3
Москва 2010
1. ЦЕЛИ И ЗАДАЧИ ДИСЦИПЛИНЫ
Цель дисциплины – ознакомить будущего специалиста с такими
понятиями как «насос», «насосная установка» и «насосная станция»; сделать
обзор современного насосного оборудования; изучить основные параметры и
классификацию лопастных насосов;
подробно рассмотреть теорию
центробежных насосов; Рассмотреть схемы узлов и конструкций основных
сооружений насосных станций.
Воспитательной целью дисциплины является формирование у
студентов широкого научного кругозора, творческого подхода при освоении
изучаемого материала, а так же способности использовать новейшие
достижения технического прогресса, овладевая своей специальностью.
Дисциплины, на которых основано изучение данной дисциплины:
физика; метрология; гидравлика; теоретическая механика; электротехника.
Дисциплины,
для
которых
данная
дисциплина
является
предшествующей: нет.
2.ТРЕБОВАНИЯ К УРОВНЮ ОСВОЕНИЯ СОДЕРЖАНИЯ
ДИСЦИПЛИНЫ
Специалист по инженерной защите окружающей среды должен:
Знать основные виды и типы насосов и насосных установок,
назначение их основных узлов и деталей. Параметры и характеристики
насосов. Условия применения насосов. Методы их подбора. Правила
эксплуатации насосных агрегатов.
Уметь читать и понимать чертежи насосов; экспериментальным путем
получать их основные параметры и характеристики, определять
необходимый для подъема воды напор и подачу насоса, пользуясь
справочной литературой проводить выбор насоса и оценивать эффективность
его работы.
Владеть навыками правильного запуска насосного агрегата,
регулирования режимов работы насосов, свободного снятия показаний
измерительных приборов, используемых на насосных установках.
А также быть способным читать и использовать научно-техническую и
нормативную литературу, в том числе на иностранных языках; уметь
грамотно использовать в своей деятельности профессиональную лексику;
уметь на научной основе организовать свой труд; владеть методами сбора,
хранения и обработки информации, применяемыми в сфере его
профессиональной деятельности; знать и использовать достижения
информатики и компьютерных технологий в своей области.
4
3. СОДЕРЖАНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ
3.1. РАЗДЕЛЫ ДИСЦИПЛИНЫИ ВИДЫ ЗАНЯТИЙ
№
п/п
Раздел дисциплины
Трудоёмкость (час.)
Лекции Практические
занятия,
семинары
Лабо- Вид самостоятельной работы
ратор- *
ные
работы
Л
1
Введение и общие
сведения о насосах,
насосных установках и
насосных станциях
2
Лопастные насосы
3
2
4
4,5
10
Другие типы насосов и
водоподъемников
1
3
4
Схемы гидроузлов
насосных станций
2
5
Гидромеханическое и
энергетическое
оборудование насосных
станций и насосных
установок
6
Здания насосных
станций,
внутристанционные
коммуникации,
напорные
трубопроводы,
водозаборные и
водовыпускные
сооружения
ПЗ ЛР Р
КП РГР
КР ДЗ
19
12
20
2,5
5
4
подготовка к лекциям (Л), практическим занятиям (ПЗ), лабораторным
работам (Л), подготовка реферата (Р), раздела КП, КР, РГР, ДЗ.
5
3.2. СОДЕРЖАНИЕ РАЗДЕЛОВ ДИСЦИПЛИНЫ
Значение машинного водоподъема в практике орошения и осушения
земель, а также защиты окружающей среды. Краткий исторический обзор
развития машинного водоподъема. Достижения отечественных ученых,
конструкторов и проектировщиков в развитии конструкций современных
насосов и машинного водоподъема. Понятия: «насос», «насосный агрегат»,
«насосная установка», «насосная станция». Классификация насосов и
водоподъемных машин по различным признакам.
Основные параметры насосов: подача, напор, полезная и потребляемая
мощность, коэффициент полезного действия. Приборы для измерения
параметров насоса. Область применения насосов различных типов. Схемы
насосных установок: с положительной и отрицательной высотами
всасывания, сифонного типа. Определение напора насоса по показаниям
измерительных приборов. Коэффициент полезного действия насосной
установки.
Классификация лопастных насосов и их маркировка. Область
применения насосов различных марок по подаче и напору.
Конструкции центробежных, осевых и диагональных насосов. Принцип
действия центробежных насосов. Течение жидкости в каналах рабочего
колеса. Вход жидкости на рабочее колесо и выход из него. Основное
уравнение центробежного насоса. Зависимость теоретического напора
центробежного насоса от числа лопастей рабочего колеса. Действительный
напор центробежного насоса. Краткая теория осевого насоса.
Характеристики лопастных насосов: рабочие, универсальные,
безразмерные. Виды и особенности характеристик различных типов насосов.
Совместная работа насоса с трубопроводом. Рабочая точка. Способы
регулирования режимов работы насосов. Условия пуска лопастных насосов.
Параллельная и последовательная работа насосов.
Теория подобия лопастных насосов. Критерии подобия. Коэффициент
быстроходности лопастных насосов. Классификация лопастных насосов по
коэффициенту быстроходности.
Кавитация в лопастных насосах: понятие, причины возникновения,
воздействия на детали и работу насоса. Меры борьбы с возникновением и
6
последствиями кавитации в лопастных насосах. Кавитационные испытания
насосов. Критический и допустимый кавитационные запасы.
Классификация объемных насосов. Принцип действия, конструкции и
области применения различных типов объемных насосов. Принцип действия,
конструкции и области применения объемных, вихревых, шнековых,
вибрационных и струйных насосов.
Классификация насосных станций по назначению, конструктивным
признакам, условиям использования, надежности, подаче и напору. Состав
гидроузлов насосных станций.
Насосные станции и установки для забора подземных вод.
Передвижные насосные станции и установки. Энергоснабжение
насосных станций и насосных установок.
Основное гидромеханическое и энергетическое оборудование насосных
станций и насосных установок: назначение, состав.
Основные насосы. Двигатели для привода насоса.
Регулирование
подачи
насосных
оборудование насосных станций.
станций.
Вспомогательное
Назначение зданий насосных станций и их классификация по
различным признакам. Стационарные здания насосных станций и их
классификация по конструктивным признакам.
Назначение внутристанционных коммуникаций и их состав.
Всасывающие и подводящие трубопроводы. Напорные коммуникации.
Схемы коммуникаций в зависимости от их назначения и типа насосов.
Трубопроводная арматура: запорная, регулирующая, предохранительная,
предохранительно-запорная, монтажная.
Назначение и требования, предъявляемые к напорным трубопроводам.
Выбор трассы прокладки, числа ниток и материала трубопроводов.
Общие сведения и требования, предъявляемые к водозаборным
сооружениям. Назначение водозаборных сооружений и их классификация по
различным признакам.
Рыбозащитные и сороудерживающие сооружения и устройства.
7
Назначение и состав водовыпускных сооружений. Классификация
водовыпускных сооружений. Область применения водовыпускных
сооружений.
4. УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКИЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ
4.1. РЕКОМЕНДУЕМАЯ ЛИТЕРАТУРА
а) основная:
Насосы и насосные станции: Учебник / Чебаевский В.Ф., Вишневский К.П.,
Накладов Н.Н., Кондратьев В.В.: Под ред. Чебаевского В.Ф. – М.:
Агропромиздат, 1989. – 416 с.
Гидромашины: Учебное пособие / Бегляров Д.С., Беглярова Э.С., Козлов Д.В.
– М.: МГУП. 1996. – 110 с.
б) дополнительная:
Проектирование насосных станций и испытание насосных установок:
Учебное пособие / Чебаевский В.Ф., Вишневский К.П., Накладов Н.Н. – М.:
Колос, 2000. – 376 с.
Гидравлические машины: Учебник / Кривченко Г.И. – М.: Энергоатомиздат,
1989. – 320 с.
Каталог насосов, применяемых в мелиорации. – М.: Росоргтехводстрой МВХ
РСФСР, 1988. – 229 с.
4.2. МЕТОДИЧЕСКОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ
Насосы и насосные станции: Методические указания по выполнению
лабораторных работ №№ 1 и 2 / Бегляров Д.С. – М.: МГУП, 1989. – 41 с.
Насосы и насосные станции: Методические указания по выполнению
лабораторных работ №№ 3…6 / Бегляров Д.С. – М.: МГУП, 1989. – 50 с.
5. МАТЕРИАЛЬНО-ТЕХНИЧЕСКОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ
ДИСЦИПЛИНЫ
Экспериментальные установки, модели, стенды и плакаты насосов.
8
Программа разработана в соответствии с Государственным
образовательным стандартом высшего профессионального образования по
направлению 280202 Инженерная защита окружающей среды
Программу разработал
доц. Суконкин В.А. ______________
Программа рассмотрена на заседании кафедры «Насосы и насосные станции»
протокол № 6
от «01» марта
Заведующий кафедрой
2010
г.
Померанцев О.Н. __________________
9
Карта обеспеченности дисциплины учебной литературой
Учебная дисциплина:
НАСОСЫ И НАСОСНЫЕ УСТАНОВКИ
Кафедра «Насосы и насосные станции»
Специальность: 280202
ИНЕЖЕНЕРНАЯ ЗАЩИТА ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ
Общее количество часов по дисциплине: 81 час, в том числе:
лекции 17 часов, лабораторные занятия (семинары) 34часа,
самостоятельная работа 30 часов
Автор, название, город,
издательство, год
Насосы и насосные станции:
Учебник / Чебаевский В.Ф.,
Вишневский К.П., Накладов Н.Н.,
Кондратьев В.В.: Под ред.
Чебаевского В.Ф. – М.:
Агропромиздат, 1989.
Проектирование насосных
станций и испытание насосных
установок: Учебное пособие /
Чебаевский В.Ф., Вишневский
К.П., Накладов Н.Н. – М.: Колос,
2000.
Гидромашины: Учебное пособие /
Бегляров Д.С., Беглярова Э.С.,
Козлов Д.В. – М.: МГУП. 1996.
Методические указания по
выполнению лабораторных работ
№№ 1…2 / Бегляров Д.С. – М.:
МГУП, 1989.
Методические указания по
выполнению лабораторных работ
№№ 3…6 / Бегляров Д.С. – М.:
МГУП, 1989.
Объем Среднее Кол-во
Обеспекол-во экземпля- ченность
студенров в
студентов
тов, чел библиоте- литераке универ- турой %
ситета, на
кафедре
416 с.
20
750
100
376 с.
20
300
100
110 с.
20
75
50
41 с.
20
600
100
50 с.
20
600
100
10
Преподаватель кафедры
Суконкин В.А.
Заведующий кафедрой
Померанцев О.Н.
«…….»
2010 г.
МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ ПРЕПОДАВАТЕЛЮ О МЕТОДАХ И
СРЕДСТВАХ ОБУЧЕНИЯ
ПО ДИСЦИПЛИНЕ – НАСОСЫ И НАСОСНЫЕ УСТАНОВКИ
1. ЛЕКЦИЯ
Лекция – традиционно ведущая форма обучения в вузе. Она является
методологической и организационной основой для всех форм учебных
занятий, в том числе самостоятельных. Ее основная цель – формирование у
студентов ориентировочной основы для последующего усвоения студентами
учебного материала.
Лекция должна излагаться простым и доступным языком; иметь
четкую логику изложения; последовательно раскрывать причинноследственные связи; содержать только достоверные и научно проверенные
факты; включать достаточное количество ярких и убедительных примеров,
фактов, доказывающих правильность выдвигаемых положений; быть
эмоциональной; отражать элементы личной оценки и отношения
преподавателя к излагаемым фактам, событиям. В ходе лекции
преподаватель опираясь на имеющиеся у студентов знания и практический
опыт, подводит их к пониманию и усвоению новых знаний, формулированию
правил и выводов
На лекции рекомендуется использовать преимущественно проблемный
метод обучения, когда преподаватель ставит перед студентами учебную
проблему, побуждая их к самостоятельным поискам её решения. Например,
объяснив причины возникновения осевой силы, действующей на рабочее
колесо насоса, преподаватель просит высказать соображения по способам
разгрузки этой силы, комментируя предложения студентов. Аналогично
может проходить изучение любых разделов рабочей программы, касающихся
сугубо технических вопросов. Например, ознакомив студентов со способами
подбора насосов, можно попросить студентов высказать соображения по
условиям применения каждого из них, отмечая и усиливая мотивацию
верных решений и поясняя, в чём состоит ошибочность решений неверных.
Применение такого метода обучения создаёт в аудитории обстановку
общения студентов с преподавателем, стимулируя их активность в усвоении
материала.
В ходе лекций целесообразно обращать внимание на энергетическую
сторону процессов и явлений в насосе, поясняя, например, что напор насоса,
мощность и КПД являются энергетическими характеристиками, а
гидравлические потери напора при течении жидкости в насосе
характеризуют затраты энергии на преодоление местных сопротивлений и
сопротивления по длине водовода. Полезно обсуждение вопросов о
11
механизме передачи энергии рабочим колесом насоса воде, затрачиваемой на
ее передвижение («почему вода течёт по всасывающему трубопроводу снизу
вверх?» или «почему давление за колесом больше чем перед ним?»). Как
показывает опыт, ответы на подобные вопросы часто не являются
очевидными для студентов даже старших курсов.
Полезно использовать метод обучения основанный на обмене
взглядами по определенной задаче, причем эти взгляды отражают
собственное мнение студентов или опираются на материалы, приведенные в
различных источниках. Этот метод формирует у студента самостоятельное
мышление, умение аргументировать, доказывать и обосновывать свою точку
зрения. Например, когда при подборе насоса рассматриваются несколько
насосов, различающихся по типу, принципу действия, конструкции, но
отвечающих одним и тем, же расчетным параметрам, необходимо
проанализировать их достоинства и недостатки в сравнении друг с другом и
показать, в каких условиях применение одного из насосов может оказаться
более рациональным и почему. В ходе обсуждения постоянно следует
обращать внимание студентов на то, что вопрос: «какой насос лучше?» без
указания конкретных условий его применения не имеет ответа. Нужно
показать, что лучшим будет насос, который, удовлетворяя всем техническим
требованиям, окажется наиболее дешёвым. Хорошо проведенная дискуссия
имеет большую обучающую и воспитательную ценность: учит более
глубокому пониманию задачи; умению защищать свою позицию; считаться с
мнениями других.
В процессе чтения лекции полезно использовать наглядные методы
обучения. Их условно можно подразделить на две большие группы: - метод
иллюстраций и метод демонстраций. Метод иллюстраций предполагает показ
ученикам компьютерных презентаций, макетов, слайдов, иллюстративных
пособий: плакатов, таблиц, пр. Метод демонстраций обычно связан с
демонстрацией приборов, опытов, технических установок, кинофильмов,
видеороликов, диафильмов и др. При использовании наглядных методов
обучения необходимо соблюдать ряд условий: а) применяемая наглядность
должна соответствовать уровню подготовки студентов; б) наглядность
должна использоваться в меру и показывать ее следует постепенно и только в
соответствующий момент лекции; в) наблюдение должно быть организовано
таким образом, чтобы все студенты могли хорошо видеть демонстрируемый
материал; г) необходимо четко выделять главное, существенное при показе
иллюстраций; д) детально продумывать пояснения, даваемые в ходе
демонстрации явлений; е) демонстрируемая наглядность должна быть точно
согласована с содержанием материала; ж) привлекать самих студентов к
нахождению желаемой информации в демонстрационном или наглядном
пособии.
Следует иметь ввиду, что для студента любая демонстрация к
излагаемому материалу является новой, и требует значительного времени для
её восприятия и освоения, часто в несколько раз большего, чем это кажется
12
преподавателю с высоты своего опыта. Поэтому стоит ограничить число
таких демонстраций, добиваясь понимания цели демонстрации и сущности
экспонируемого материала. Это
относится и к
компьютерным
презентациям, слайдфильмам, видеороликам.
Контроль усвоения лекционного материала может осуществляться как
по реакции аудитории на поставленные учебные проблемы, так и путём
опроса отдельных студентов. В последнем случае полезно оценивать
достоверность и полноту ответа, учитывая впоследствии это обстоятельство
при защите внеаудиторного задания, проведении зачёта или экзамена, о чём
студентов следует информировать в начале лекционного курса.
При оставлении, какого – либо раздела или его части на
самостоятельное изучение студентов следует дать перечень вопросов, на
которые нужно будет найти ответы в учебнике и указать номера
соответствующих глав и параграфов. Контроль усвоения этих знаний можно
провести в виде контрольной работы во время практических занятий,
(желательно, в тестовой форме) с указанием критериев оценки её
результатов. Следует пояснить, где и как будут учтены эти результаты при
проведении итогового контроля знаний.
2. ПРАКТИЧЕСКИЕ ЗАНЯТИЯ
Практические занятия, целью которых является закрепление и
углубление знаний, полученных в лекционном курсе, целесообразно
проводить также с использованием проблемного метода обучения. При
использовании этого метода преподаватель, входе изложения материала,
ставит проблему, формулирует познавательную задачу, а затем, совместно со
студентами раскрывает систему доказательств, сравнивает различные точки
зрения и подходы, показывает способ решения поставленной задачи. Путем
постановки тщательно продуманной системы вопросов подводит студентов к
пониманию нового материала или проверяет усвоение ими уже изученного.
Вопросы
должны
быть
краткими,
четкими,
содержательными,
сформулированными так, чтобы заставляли студента думать. Не следует
ставить двойных, подсказывающих вопросов или наталкивающих на
угадывание ответа. Также не следует формулировать альтернативных
вопросов, требующих однозначных ответов типа “да” или “нет”. Например,
при рассмотрении вопроса о местоположении здания насосной станции вдоль
трассы водоподачи, преподаватель ставит перед студентам познавательную
задачу – «Какие факторы следует учитывать при определении
местоположения здания насосной станции?». Затем сравнивает различные
варианты местоположения здания (вблизи водоисточника, вблизи
водоприемника или между ними), путем постановки тщательно продуманной
системы вопросов подводит их к пониманию факторов влияющих на
решения поставленной задачи.
Репродуктивный метод проведения занятия, суть которого состоит в
изучении материала на основе образца или правила и носит алгоритмический
13
характер, т.е. выполняется по инструкциям, предписаниям, правилам,
следует использовать только при изложении материала, имеющего
справочный характер. Однако и в последнем случае следует обратить
внимание студентов на физическую природу явления той или иной
рекомендации, величины норматива, коэффициента и др.
Желательно добиться, чтобы на практических занятиях студенты имели
конкретный учебник или пособие, где содержится материал данного занятия.
В ходе занятия, после объяснения преподавателя, целесообразно попросить
студентов внимательно ознакомиться с иллюстрациями, поясняющими
конструкцию реального насоса, насосной станции, после чего, задавая
соответствующие вопросы, выяснить как усвоен материал. Опыт применения
подобной методики показывает, что студенты часто не дают себе труда
внимательно разобраться не только в деталях конструкции, но даже и в
принципе её работы. Полезным, оказывается дать задание студентам найти в
учебнике ответ на конкретный вопрос. Работа с книгой в аудитории в
известной степени избавляет многих студентов от «книгобоязни», даёт
определённый навык чтения чертежей.
Порядок контроля усвоения знаний на практических занятиях во
многом аналогичен изложенному выше.
3. ЛАБОРАТОРНЫЕ ЗАНЯТИЯ
Лабораторные занятия являются связующим звеном теории и практики.
Они позволяют углубить и закрепить теоретические знания, получаемые на
лекциях, проверить научно-теоретические положения экспериментальным
путем, выработать у студентов практические умения и навыки.
Одновременно они являются базой для научно-исследовательской работы
студентов.
Лабораторные
работы
должны
тематически
следовать
за
определенными разделами теоретического курса. Особое внимание при
проведении лабораторных преподавателю следует уделить вопросам,
направленным на понимание студентами их необходимости для своей
специальности, на их связь с теоретическим материалом, на уяснение
физических процессов и сделанные обучаемым выводы.
Студенты должны заранее самостоятельно подготовиться к
лабораторной работе с использованием указанной преподавателем
литературы: учебники, лекции, методические указания. Подготовить ответы
на контрольные вопросы, предложенные преподавателем к данной
лабораторной работе.
Перед проведением лабораторных работ преподаватель проводит
подробный инструктаж по технике безопасности, и каждый студент
расписывается в своем журнале о его получении. Допуск студентов к
проведению лабораторной работы производится после проверки усвоения
последовательности проведения лабораторной работы и контрольных
вопросов, указанных в задании, включая правила техники безопасности.
14
Преподаватель
должен
тщательно
организовать
проведение
лабораторной работы и принимать все меры к развитию у студентов
самостоятельности, инициативы и творческого подхода при ее выполнении,
оказывать им в необходимых случаях помощь, но не ограничивая их
самостоятельность. Следить за правильным использованием аппаратуры,
приборов, инструмента, точным выполнением студентами правил техники
безопасности и эффективности использования учебного времени.
Лабораторные работы по дисциплине «Гидромашины» должны
обеспечить знакомство студентов с современным насосным оборудованием,
с конструкцией различных типов насосов, технологией запуска насосных
агрегатов в работу. А также методиками проведения исследований, методами
измерений, измерительной аппаратурой и приборами (вакуумметрами,
манометрами, расходомерами, и.т.д.), факторами, влияющими на
гидравлические процессы в насосной установке.
В соответствии с учебным планом дисциплины «Гидромашины» в
седьмом семестре предусмотрено 6 лабораторных работ.
Рассмотрим методику проведения лабораторных работ на примере
лабораторной работы № 2 «Испытание всасывающей линии центробежного
насоса».
Лабораторная работа № 2.
Тема: Испытание всасывающей линии центробежного насоса.
Продолжительность занятия 2 часа.
Цель работы:
- уяснить физический смысл геометрической (hв), вакуумметрической
(Hвак) высоты всасывания, кавитационного запаса ∆h их взаимосвязь;
- определить величины hв, Hвак, ∆h, а также потери во всасывающем
трубопроводе hвт и коэффициент сопротивления всасывающего трубопровода
ζвт;
- построить и проанализировать зависимости hв=f(Q), Hвак= f(Q), ∆h=
f(Q), hвт= f(Q), ζвт= f(Q).
Вопросы, рассматриваемые на занятии.
Знакомство с основами техники безопасности при выполнении лабораторной
работы. Конструкцией экспериментальной установки. Геометрической (h в),
вакуумметрической (Hвак) высотой всасывания, кавитационным запасом (∆h).
Освоение методики проведения исследований. Планирование работы
студентов в группе. Методы обработки результатов эксперимента.
Используемые методы обучения: словесные, демонстрационные,
практические, комбинированные.
Содержание работы приводится в таблице в виде пошаговой
инструкции деятельности преподавателя и студентов при проведении
лабораторной работы «Испытание всасывающей линии центробежного
насоса».
15
Таблица
№ Деятельность преподавателя
Деятельность студентов
1. Знакомит студентов с техникой
безопасности. Проверяет усвоение
последовательности
проведения
лабораторной
работы,
знание
конструкции
экспериментальной
установки.
Оценивает
знания
студентов, при необходимости,
используя плакаты, дополняет их и
устраняет ошибки.
2. Выводит студентов в машинный зал
лаборатории, к экспериментальной
установке. Задает контрольные
вопросы
по
конструкции
экспериментальной установки и
методике проведения исследований,
применяемым приборам. Назначает
старшего
группы,
расставляет
студентов
по
измерительным
постам,
предупреждая
о
последовательной ротации.
3. Помогает
студентам
организовывать
проведение
исследований, оказывает им, в
необходимых случаях помощь, но,
не
ограничивая
их
самостоятельность.
Следит
за
правильным
использованием
измерительной
аппаратуры,
приборов, инструмента, точным
выполнением студентами правил
техники безопасности.
4. Объединяет студентов в группы по
2-3 студента. Знакомит с методикой
обработки
результатов
исследований. Их обработкой и
порядком и оформлением отчета по
лабораторной работе, его защите.
Устанавливает
мониторинг
за
Заслушивают инструктаж по
технике
безопасности,
расписываются
в
рабочих
журналах.
Отвечают
на
контрольные
вопросы.
Обсуждают
полученную
информацию,
задают
уточняющие вопросы.
Заслушивают
преподавателя.
Осматривают
экспериментальную установку,
обсуждают ее устройство и
задают уточняющие вопросы
Запускают экспериментальную
установку.
Проводят
исследования. По окончании
которых выключают установку,
приводят
ее
в
исходное
состояние. Возвращаются в
класс.
Осваивают методику обработки
результатов
исследований.
Распределяют роли каждого
члена группы в обработке
опытных данных. Обсуждают,
полученные результаты, делают
выводы. Оформляют отчет.
16
ходом обработки и оформления
работы.
Учебно-методический комплекс дисциплины обсужден и утвержден на
заседании кафедры «Насосы и насосные станции», протокол № 6 от 01 марта
2010 г., утвержден на заседании ученого совета факультета
Природообустройства и водопользования протокол № ____ от
________________.
Составитель:
Доцент
Суконкин В.А.
Заведующий кафедрой «Насосы и насосные станции»
профессор, кандидат технических наук
Померанцев О.Н.
17
Лист согласования
Первый проректор
В.Ф. Сторчевой
Экспертиза проведена:
Менеджер университета по качеству
И.Г. Галямина
18
МИНИСТЕРСТВО СЕЛЬСКОГО ХОЗЯЙСТВА РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
МОСКОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ
ПРИРОДООБУСТРОЙСТВА
ЭКОЛОГОМЕЛИОРАТИВНЫЙ ФАКУЛЬТЕТ
«УТВЕРЖДАЮ»
Декан Экологомелиоративного факультета
_____________________________________
«______» __________________ 200 г.
РАБОЧАЯ ПРОГРАММА
ДИСЦИПЛИНЫ
«НАСОСЫ И НАСОСНЫЕ УСТАНОВКИ»
Цикл дисциплин
ДС.О5
Для специальности 280202.65 (330200) Инженерная защита окружающей среды
Специализация (330201) Защита окружающей среды в водном хозяйстве и
мелиорации
Кафедра «Насосы и насосные станции»
Программу составили: проф. Бегляров Д.С., доц. Суконкин В.А.
Курс ____4____ Семестр ____7____
Общее количество часов (по примерной программе)
Вид занятий
Лекции
Практические занятия
Лабораторные работы
Итого
В конце семестра *
Внеаудиторные задания
______81______
Количество часов (аудиторных)
Семестр __7__
Семестр __8__
Всего
17
17
17
17
17
17
51
51
экзамен
_______2 РГР___________
2001/2005 учебный год
19
3. СОДЕРЖАНИЕ И ОБЪЕМ АУДИТОРНЫХ ЗАНЯТИЙ
№№
п.п.
1.
2.
Название темы
Содержание лекционных
занятий
Введение
и
общие Значение машинного водоподъема в
сведения
о
насосах, практике орошения и осушения земель, а
насосных установках и также защиты окружающей среды.
насосных станциях
Краткий исторический обзор развития
машинного водоподъема. Достижения
отечественных ученых, конструкторов и
проектировщиков
в
развитии
конструкций современных насосов и
машинного водоподъема.
Понятия:
«насос», «насосный агрегат», «насосная
установка»,
«насосная
станция».
Классификация
насосов
и
водоподъемных машин по различным
признакам.
Лопастные насосы
Основные параметры насосов: подача,
напор,
полезная
и
потребляемая
мощность,
коэффициент
полезного
действия. Приборы для измерения
параметров насоса. Область применения
насосов различных типов. Схемы
насосных установок: с положительной и
отрицательной высотами всасывания,
сифонного типа. Определение напора
насоса по показаниям измерительных
приборов.
Коэффициент
полезного
действия насосной установки.
Классификация лопастных насосов и их
маркировка.
Область
применения
насосов различных марок по подаче и
напору.
Кол-во
часов
1
1
0.5
1
Конструкции центробежных, осевых и
диагональных
насосов.
Принцип
действия центробежных
насосов.
Течение жидкости в каналах рабочего
колеса. Вход жидкости на рабочее колесо
и выход из него. Основное уравнение
центробежного насоса. Зависимость
теоретического напора центробежного
насоса от числа лопастей рабочего
колеса.
Действительный
напор
центробежного насоса. Краткая теория
осевого насоса.
1
Характеристики лопастных насосов:
рабочие, универсальные, безразмерные.
20
Виды и особенности характеристик
различных типов насосов. Совместная
работа насоса с трубопроводом. Рабочая
точка. Способы регулирования режимов
работы
насосов.
Условия
пуска
лопастных насосов. Параллельная и
последовательная работа насосов.
1
1
Теория подобия лопастных насосов.
Критерии
подобия.
Коэффициент
быстроходности лопастных насосов.
Классификация лопастных насосов по
коэффициенту быстроходности.
3.
4.
Кавитация
в
лопастных
насосах:
понятие,
причины
возникновения,
воздействия на детали и работу насоса.
Меры борьбы с возникновением и
последствиями кавитации в лопастных
насосах. Кавитационные испытания
насосов. Критический и допустимый
кавитационные запасы.
Другие типы насосов и
Классификация
объемных
насосов.
водоподъемников
Принцип действия, конструкции и
области применения различных типов
объемных насосов. Принцип действия,
конструкции и области применения
объемных, вихревых , шнековых,
вибрационных и струйных насосов.
Схемы
гидроузлов Классификация насосных станций по
насосных станций
назначению, конструктивным признакам,
условиям использования, надежности,
подаче и напору. Состав гидроузлов
насосных станций.
1
0.5
0.5
Насосные станции и установки для
забора подземных вод.
1
5.
Передвижные насосные станции и
установки. Энергоснабжение насосных
станций и насосных установок.
Гидромеханическое
и Основное
гидромеханическое
и
энергетическое
энергетическое оборудование насосных
оборудование насосных станций
и
насосных
установок:
станций
и
насосных назначение, состав.
установок
Основные насосы. Двигатели для
привода насоса.
1
0.5
1
Регулирование
подачи
насосных
станций. Вспомогательное оборудование
насосных станций.
21
6.
Здания насосных станций,
внутристанционные
коммуникации, напорные
трубопроводы,
водозаборные
и
водовыпускные
сооружения
Назначение зданий насосных станций и
их
классификация
по
различным
признакам.
Стационарные
здания
насосных станций и их классификация
по конструктивным признакам.
1
1
Назначение
внутристанционных
коммуникаций
и
их
состав.
Всасывающие
и
подводящие
трубопроводы. Напорные коммуникации.
Схемы коммуникаций в зависимости от
их назначения и типа насосов.
Трубопроводная арматура: запорная,
регулирующая,
предохранительная,
предохранительно-запорная, монтажная.
Назначение
и
требования,
предъявляемые
к
напорным
трубопроводам.
Выбор
трассы
прокладки, числа ниток и материала
трубопроводов.
1
0.5
1
Общие
сведения
и
требования,
предъявляемые
к
водозаборным
сооружениям. Назначение водозаборных
сооружений и их классификация по
различным признакам.
0.5
Рыбозащитные и сороудерживающие
сооружения и устройства.
Назначение и состав водовыпускных
сооружений.
Классификация
водовыпускных сооружений. Область
применения
водовыпускных
сооружений.
Итого
17
22
№№
п.п.
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
Содержание практических занятий
Количество
часов
Уравнение Бернулли для водоподающих систем.
2
Определение требуемых напоров насоса Нр и показаний
2
приборов, установленных до и после насоса, при заданных
подаче Qр и заданных трубопроводных коммуникациях.
Выбор насоса по каталогам для заданных Qр и Нр . Оценка
2
необходимости обточки рабочего колеса центробежного
насоса или изменения угла установки лопастей рабочего
колеса осевого насоса.
Определение диаметра обточки центробежного колеса насоса
2
и расчет характеристик насоса с обточенным колесом.
Определение рабочих характеристик лопастного насоса при
2
изменении частоты вращения его вала. Изменение угла
установки лопастей рабочего колеса осевого насоса.
Расчет характеристик насоса при различных частотах
2
вращения его вала. Применение «количественного» и
«качественного» регулирования для достижения заданной
подачи насоса Qзад .
Определение допустимых высот всасывания насоса при
2
различных условиях его эксплуатации. Определение отметки
установки насоса.
Обзор различных конструкций насосов по плакатам, натурным
3
и модельным образцам.
ИТОГО:
17
23
№№
п.п.
1.
2.
3.
4.
5.
6.
Содержание лабораторных работ
Изучение конструкций, характеристик и условия
применения лопастных насосов
Изучение конструкций зданий насосных станций
Изучение конструкций водозаборных и водовыпускных
сооружений на макетах
Параметрические испытания центробежного насоса
Испытания
параллельно
и
последовательно
работающих насосов
Кавитационные испытания центробежного насоса
Итого:
Количество
часов
4
2
2
2
4
2
16
24
4. СОДЕРЖАНИЕ И ОБЪЕМ ВНЕАУДИТОРНЫХ ЗАДАНИЙ
№№
п.п.
1.
2.
3.
4.
5.
6.
1.
2.
3.
4.
5.
Наименование задания
Задание № 1:
«Определение напора насоса и мощности насосной установки.
Расчет стоимости электроэнергии, потребной для подъема
воды. Регулирование работы насосной установки
задвижкой».
Определение напора насоса по формуле:
Н = Нг + hт + ( V2ву - V2ну ) / 2g.
Определение показаний приборов, установленных на
всасывающей и напорной линиях насосной установки.
Определение напора насоса по показаниям приборов,
установленных на всасывающей и напорной линиях насосной
установки.
Определение стоимости электроэнергии потребной для
подъема воды насосной установкой.
Определение коэффициента сопротивления прикрытой
задвижки ζзад , установленной на напорной линии насосной
установки.
Определение показания прибора при прикрытой задвижке,
установленной на напорной линии насосной установки.
Задание № 2:
«Определение параметров центробежного насоса в различных
условиях его работы».
Построение характеристик насоса H – Q, N – Q, η – Q для
частот вращения n1 и n2 при заданных характеристиках
насоса для частоты вращения n.
Построение гидродинамической кривой трубопровода Hтр –
Q ; определение значений Q, H, N и η для рабочих точек.
Определение режимов работы двух параллельно работающих
насосов с одинаковыми характеристиками на общий
трубопровод (построение суммарной характеристики двух
параллельно
работающих
насосов
с
одинаковыми
характеристиками; построение гидродинамической кривой
трубопровода Hтр – 2Q; определение значений 2Q и H для
рабочих точек, а также КПД каждого насоса).
Определение
«дефицитности»
подачи
параллельно
работающих насосов.
Определение условия подачи насосом заданного расхода при
помощи качественного и количественного регулирования с
нахождением КПД насоса в обоих случаях.
Итого:
Количество
часов
15
2
3
2
1
5
2
15
2.5
2
3.5
1.5
5.5
30
25
5. СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ ( основной и дополнительной ),
В ТОМ ЧИСЛЕ МЕТОДИЧЕСКОЙ ЛИТЕРАТУРЫ КАФЕДРЫ
а) основная:
Проектирование насосных станций и испытание насосных установок: Учебное
пособие / Чебаевский В.Ф., Вишневский К.П., Накладов Н.Н. – М.: Колос, 2000. – 376 с.
2.
Гидромашины: Учебное пособие / Бегляров Д.С., Беглярова Э.С., Козлов Д.В. – М.:
МГУП. 1996. – 110 с.
1.
б) дополнительная:
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
Гидравлические машины: Учебник / Кривченко Г.И. – М.: Энергоатомиздат, 1989.
– 320 с.
Насосы и насосные станции: Учебник / Чебаевский В.Ф., Вишневский К.П.,
Накладов Н.Н., Кондратьев В.В.: Под ред. Чебаевского В.Ф. – М.: Агропромиздат, 1989. –
416 с.
Насосы и насосные станции: Методические указания по выполнению
лабораторных работ №№ 1 и 2 / Бегляров Д.С. – М.: МГУП, 1989. – 41 с.
Насосы и насосные станции: Методические указания по выполнению
лабораторных работ №№ 3…6 / Бегляров Д.С. – М.: МГУП, 1989. – 50 с.
Оборудование
водопроводно-канализационных
сооружений:
Справочник
монтажника / Москвитин А.С., Москвитин Б.А., Мирончик Г.М. и др.: Под ред.
Москвитина А.С. – М.: Стройиздат, 1979. – 430 с.
Каталог насосов, применяемых в мелиорации. – М.: Росоргтехводстрой МВХ
РСФСР, 1988. – 229 с.
Каталоги по насосам и насосным установкам. – М.: ЦИНТИХИМ-НЕФТЕМАШ.
26
6. ПРОТОКОЛ СОГЛАСОВАНИЯ РАБОЧЕЙ ПРОГРАММЫ
С ДРУГИМИ ДИСЦИПЛИНАМИ
Наименование дисциплины, на
которую опирается данная
дисциплина
Мелиорация
Гидравлика
Электротехника
Кафедра
Подписи
зав.кафедрами
Мелиорация и рекультивация
земель
Гидравлика
Электротехника,
электрификация
и автоматизация г/м систем
27