一、课程基本信息

二、课程描述

中文：

本课程是建筑环境与能源应用工程专业核心课之一。通过本课程的教学，使学生了解和掌握建筑环境与能源工程专业流体机械、管路系统等方面的基本理论知识、原理和分析方法。

本课程的前导课程为《材料力学》、《流体力学》、《传热学》，学生掌握流体力学、传热学及材料力学基本知识的基础上学习流体机械、管路系统等方面的基本知识、原理与分析方法。本课程又为后续课程《锅炉与能源规划》、《供热工程》、《空气调节》、《空调用制冷技术》、《建筑节能技术》等专业课程的学习提供预备基础。

Engilish:

Pumps， Fans and Piping is the core course of the major of Building Environment and Energy Engineering. Through the teaching and studying of this course, the undergraduates should understand and master the basic theory, principle and methodology of the course in the field of building environment and energy engineering.

This prerequisite course for this course is Fluids Dynamics, Materials Mechanics and Heat Transfer. The undergraduates should beforehand master the basic theory, principle and methodology of the pumps, fans and piping system. This course will provide the preparatory basic and knowledge for the next courses, such as Boiler Engineering and Energy Plan, Heating Engineering, Air-conditioning Engineering, Refrigeration/Heat Pump and Building Energy Efficiency Technology.

三、课程内容

（一）课程教学目标

本课程是建筑环境与能源应用工程专业核心课程之一，通过本门课程的学习，使学生为建筑环境与能源应用工程专业及相关专业的专业课程学习打好基础。通过本门课程的学习，学生应掌握流体机械基本理论、管网计算与分析基本理论，培养科学与工程思维，学会用本门课程中所掌握的知识、方法和技能分析、解决相关领域的科学与实际问题。本门课程对培养跨世纪的、可参与国际竞争的建筑环境与能源应用工程专业学生的系统性思维与分析能力有重要意义。

（二）基本教学内容

1流体输配基础

掌握（1）建筑流体管网概述；（2）有压管网水力计算基础（枝状管网与环状管网、小密度差管流流动）；（3）无压流动基础—明渠均匀流（概述、明渠均匀流的计算公式、明渠水力最优断面和允许流速、明渠均匀流水力计算的基本问题、无压圆管均匀流的水力计算等）。

重点：管网水力平衡分析

难点：并联管道阻力特性，小密度差管流流动

2泵与风机的理论基础

掌握（1）泵与风机的分类及性能参数（常用泵与风机的分类、泵与风机的性能参数）；（2）离心式泵与风机的基本方程——欧拉方程（能量转换与迁移、理想叶轮 速度三角形、理想叶轮欧拉方程、实际叶轮欧拉方程、理论扬程HT之组成）；（3）实际叶轮的理论性能曲线(叶型及其对性能的影响、实际叶轮的理论流量－压头曲线与流量－功率曲线)；（4）泵与风机的实际性能曲线（水力损失、容积损失、机械损失、泵与风机的全效率、泵与风机的性能曲线）；（5）相似律与比转数（泵与风机的相似律、风机的无因次性能曲线、比转数）；（6）其它常用流体机械（轴流式风机、贯流式风机、往复泵与真空泵、深井泵与旋涡泵、常用压缩机）；（7）相似律的实际应用（当被输送流体的密度改变时性能参数的换算、当转速改变时性能参数的换算、泵叶轮切削——仅叶轮直径D改变的换算、当叶轮直径和转数都改变性能曲线的换算）。

重点：欧拉方程，性能曲线，相似律及其应用

难点：欧拉方程，实际叶轮性能曲线，流体在机械内部的损失

3冷、热水循环管路

掌握（1）水的自然循环（自然（重力）管流水力特征、自然（重力）循环热水系统的工作原理、自然循环热水系统的形式和特点、自然循环热水系统的作用压力）；（2）水的机械循环（机械循环水力特征、机械循环水系统的工作原理、机械循环水系统型式、高层建筑水系统的特殊问题）；（3）水循环系统管路水力计算（循环管路水力计算的原理、室内热水循环管路水力计算的任务和方法、自然循环热水供暖系统的水力计算、机械循环热水供暖系统的水力计算、不等温降法水力计算、室外热水供热管网的水力计算、空调冷冻水系统的水力计算、冷却水系统的水力计算）。

重点：自然循环与机械循环，水力计算

难点：水压线，工作压力，膨胀水箱及与管网连接，管路系统静压

4蒸汽管网

掌握（1）室内蒸汽管路系统的基本型式与水力特征（蒸汽管路系统的水力特征、室内蒸汽管路系统的型式）；（2）室内蒸汽管路系统的凝结水（低压蒸汽管路系统的凝结水、中压蒸汽管路系统的凝结水）；（3）室内低压蒸汽管路系统的水力计算方法（室内低压蒸汽管路系统水力计算方法、室内低压蒸汽管路系统水力计算例题）；（4）室内中压蒸汽管路系统水力计算方法和例题（室内中压蒸汽管路系统的水力计算方法、室内中压蒸汽管路系统水力计算例题）；（5）室外高压蒸汽管网的水力计算；（6）凝结水管网的水力计算方法；（7）凝结水管网的水力计算例题。

重点：室内、室外蒸汽管道水力计算，凝结水管网水力计算

难点：凝结水管网压力分析

5建筑给排水网路基础

了解（1）建筑给水管网水力计算基础（给水系统及其分区与给水方式、给水管网计算）；（2）建筑排水网路（建筑排水网路组成、建筑排水网路计算、建筑雨水排水与高层建筑排水概述）；（3）消防给水管网（消火栓给水管网、自动喷水灭火系统管网及水力计算）；（4）建筑内部热水管网（热水供应系统分类、组成与供水方式、热水系统管网计算）。

重点：热水管网水力分析

难点：热水管网（静）压力分布

6气体流动及其网路

掌握（1）通风空调管路（气体输配管网型式与装置、通风管道阻力计算、均匀送风管道设计计算）；（2）气力输送系统的设计计算（气固两相流的特征、气力输送系统设计的主要参数、气力输送系统的阻力计算）；（3）燃气管网水力计算基础（水力计算基本公式、摩阻系数λ、实用的水力计算公式、燃气管道水力计算图、压力修正系数、局部阻力、附加压头、管道的当量管径和当量长度、燃气管道总压力和压力降分配、管道计算）。

重点：通风、气力及燃气管道水力计算

难点：均匀送风水力计算，小密度作用（附加压力）

7其他管网系统

了解（1）压缩空气管网（压缩空气消耗量、压缩空气管网系统设计容量的确定、压缩空气管网系统、管道的水力计算）；（2）其它消防系统管网（泡沫灭火系统、二氧化碳灭火系统、卤代烷灭火系统）；（3）制冷工艺管道（制冷工艺管道的特征、管径的确定方法）。

重点：压缩空气管网

难点：压缩空气管网压力分析

8泵、风机与管网系统匹配

掌握（1）管网系统压力分布及管路性能曲线（管路特性曲线、泵、风机与管网匹配的工作点、运行工况的稳定性、泵与风机的喘振及其预防、系统效应的影响、泵或风机联合运行及工况分析）；（2）管网系统的压力分布（管网压力分布图的作用及绘制方法、液体管网系统的压力分布、气体管网系统的压力分布）；（3）管网系统的工况调节（管网系统的水力工况分析、泵与风机的工况调节）；（4）泵与风机的选用和安装（常用泵的性能及选用原则、常用风机的性能及适用范围、泵、风机的选用原则）；（5）泵与风机的安装与运行（泵的汽蚀与吸上真空度、泵与风机的安装、泵与风机的运行）。

重点：机器性能曲线与管路性能曲线，工况调节

难点：工作点及其调节，压力分布分析，气蚀机理

9管网水力计算的计算机方法

掌握（1）图论基础（图的概念、图的矩阵表示）；（2）管网水力计算及水力工况计算机分析（流体输配管网的基础参数、节点流量平衡方程、回路压力平衡方程、泵与风机性能曲线的代数方程、流体输配管网中的流量分配规律、流体管网水力计算计算机分析步骤和实例）；（3）输配管网调节计算机分析（管网调节方法、管网流体的稳定性及其判别）。

重点：管网水力平衡计算机分析

难点：管网的图形表达

（三）实践（实验）环节要求

通过多媒体课件学习，学生应使用轻便材料自制泵或风机模型，探究流体在叶轮流道内流动特点，掌握能量转换与迁移过程，完成泵或管网压力分布实验（选）等，提高、培养学生探究与动手、实践能力。

（四）能力培养要求

1分析能力培养 培养学生能针对流体管网分析其流体转运和能量转运过程，弄清其本质。

2自学能力的培养 通过本课程的学习，要培养和提高学生对所学知识和规律进行整理、归纳、总结和消化吸收的能力；能围绕教学内容阅读参考书籍和资料，自我扩充知识的能力。

3表达能力的培养 主要通过作业和课堂讨论，学会简明扼要的表达自己解决问题的思路和步骤的能力。

4自主创新能力的培养 培养学生学会独立思考，深入钻研问题的习惯。让学生通过教学各个环节以及课外实践（模型制作，自主研究性实验，与本课程相关的SIT计划）培养学生动手能力和探究能力。

三、学时分配（48+6学时）

四、考核方式

平时成绩30%（含实验环节）+期末考试（70%，笔试）

五、教材及参考书

教材：龚光彩主编，《流体输配管网》，机械工业出版社，第二版（2013）

主要参考书：付祥钊主编，《流体输配管网》，建工版

六、授课手段：课堂讲授、习题讨论，结合多媒体课件进行