Рабочая программа учебной дисциплины "Выбор насосного оборудования"

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РФ

МОСКОВСКИЙ ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЙ ИНСТИТУТ

(ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ)

ИНСТИТУТ ЭНЕРГОМАШИНОСТРОЕНИЯ И МЕХАНИКИ (ЭнМИ) ___________________________________________________________________________________________________________

Направление подготовки: 141100 Энергетическое машиностроение

Профиль подготовки: Автоматизированные гидравлические и пневматические системы и агрегаты

Квалификация (степень) выпускника: бакалавр

Форма обучения: очная

РАБОЧАЯ ПРОГРАММА УЧЕБНОЙ ДИСЦИПЛИНЫ

"ВЫБОР НАСОСНОГО ОБОРУДОВАНИЯ"

Цикл:	профессиональный
Часть цикла:	по выбору № 5
№ дисциплины по учебному плану:	3.22.2
Часов (всего) по учебному плану:	72
Трудоемкость в зачетных единицах:	2	8 семестр
Лекции	15 часов	8 семестр
Практические занятия	15 часов	8 семестр
Лабораторные работы	нет
Расчетные задания, рефераты	нет
Объем самостоятельной работы по учебному плану (всего)	42 часа	8 семестр
Экзамены	нет
Курсовые проекты (работы)	нет

Москва - 2010

1. ЦЕЛИ И ЗАДАЧИ ОСВОЕНИЯ ДИСЦИПЛИНЫ

Дисциплина является логическим продолжением дисциплины "Лопастные насосы".

Целью дисциплины является продолжение изучения параметров, характеристик и конструкций лопастных насосов, способов образования рабочих полей Q-H и теоретических основ создания типоразмерных рядов насосов различных типов конструктивного исполнения, вопросов выбора и эксплуатации насосов в конкретных гидравлических системах при обеспечении их высокой энергоэффективности и надежности в процессе эксплуатации.

По завершению освоения данной дисциплины студент способен и готов:

- самостоятельно работать, принимать решения в рамках своей профессиональной деятельности (ОК-7);

- анализировать научно-техническую информацию, изучать и использовать отечественный и зарубежный опыт по тематике исследования (ПК-6);

- формировать законченное представление о принятых решениях и полученных результатах в виде отчета с его публикацией (публичной защитой) (ПК-7);

- к конструкторской деятельности в профессиональной сфере (ПК-9);

- принимать и обосновывать конкретные технические решения при создании объектов энергетического машиностроения, в частности, лопастных насосов (ПК-10);

- проводить анализ работы объектов профессиональной деятельности (ПК-19);

Задачами дисциплины являются:

- дать дополнительную информацию о типах, параметрах, характеристиках, конструктивных и технологических особенностях и областях применения лопастных насосов;

- дать дополнительную информацию о рабочей зоне на характеристике лопастного насоса и правилах определения её границ, систематизировать сведения об отрицательных последствиях эксплуатации насоса вне этой зоны;

- познакомить обучающихся с основными проблемами, возникающими при эксплуатации лопастных насосов в обслуживаемых гидросистемах, и способах их разрешения с оценкой их энергетической и экономической эффективности;

- дать расширенное представление о способах регулирования подачи лопастных насосов;

- дать углубленное представление о способах образования рабочих полей Q-H центробежных, осевых и диагональных насосов;

- познакомить с теоретическими основами разработки типоразмерных (модельных) рядов лопастных насосов и построения сводных графиков рабочих полей Q-H насосов различного конструктивного исполнения;

- научить осуществлять выбор оптимального варианта насоса или нескольких насосов для заданных условий эксплуатации в конкретной гидросистеме по ряду критериев (до 5 и более).

- научить принимать и обосновывать конкретные технические решения при выборе насосного оборудования и осуществлять анализ его работы при различных характерных для данной гидросистемы эксплуатационных режимах.

2. МЕСТО ДИСЦИПЛИНЫ В СТРУКТУРЕ ООП ВПО

Дисциплина относится к части дисциплин по выбору профессионального цикла Б.3 основной образовательной программы подготовки бакалавров по профилю "Автоматизированные гидравлические и пневматические системы и агрегаты" направления 141100 Энергетическое машиностроение.

Дисциплина базируется на следующих дисциплинах: "Механика жидкости и газа", "Механика материалов и конструкций", "Метрология, стандартизация и сертификация", "Лопастные насосы" и "Технология гидромашиностроения".

Знания и навыки, полученные студентами при изучении дисциплины, необходимы и должны найти отражение при выполнении выпускной квалификационной работе на степень бакалавра. Они также необходимы при освоении программ магистерской подготовки "Современные энергетические технологии в области гидромашиностроения", "Современные проблемы науки и производства в гидромашиностроении" и "Компьютерные технологии в науке и образовании".

3. РЕЗУЛЬТАТЫ ОСВОЕНИЯ ДИСЦИПЛИНЫ

В результате освоения учебной дисциплины обучающиеся должны демонстрировать следующие результаты образования:

Знать:

- назначение, предъявляемые требования и конструктивные особенности лопастных насосов и их основных элементов, а также принцип действия машины в целом (ОК-2);

- ГОСТы и другие нормативные документы по основным параметрам лопастных насосов (ПК-4);

- способы снижения силовых нагрузок на ротор и методики расчета остаточных нагрузок (ПК-9, ПК-10);

- методики расчета и способы снижения объемных и механических потерь в насосе (ОК-7, ПК-10).

Уметь:

- обосновать выбор насоса и его привода, оптимизированный по инвестиционным и эксплуатационным затратам при работе в данной гидросистеме (ОК-7, ОК-14, ПК-7);

- разработать техническое задание на проектирование и на его основе выполнить технический проект конкурентоспособного насоса (ПК-6, ПК-7, ОК-14);

- рассчитать прогнозную характеристику спроектированного насоса и проанализировать его работу в заданной гидросистеме при различных режимах и условиях эксплуатации (ПК-7, ПК-19).

Владеть:

- терминологией в области насосостроения и эксплуатации насосных агрегатов (ПК-9, ПК-19, ПСК-3);

- навыками дискуссии по профессиональной тематике (ОК-12);

- навыками поиска информации о номенклатуре выпускаемых отечественной и мировой промышленностью лопастных насосов, их основных технических параметрах и характеристиках (ПК-6);

информацией о технических параметрах насосного оборудования для использования при конструировании (ПК-17).

4. СТРУКТУРА И СОДЕРЖАНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ

4.1 Структура дисциплины

Общая трудоемкость дисциплины составляет 2 зачетных единицы, 72 часа.

№ п/п	Раздел дисциплины. Форма промежуточной аттестации	Всего часов на раздел	Семестр	Виды учебной работы, включая самостоятельную работу студентов и трудоемкость (в часах)	Формы текущего контроля успеваемости (по разделам)
лк	пр	лаб	сам.
1	2	3	4	5	6	7	8	9
1	Характеристики насосов и их рабочие области. Работа насоса в гидросистеме.	8	8	2	2		4	Решение задачи
2	Способы регулирования подачи насосов и расхода в гидросистеме	9	8	3	2		4	Решение задачи
3	Способы получения рабочих полей Q-H насосов. Теорети-ческие основы получения модельных рядов насосов	20	8	4	4		12	Зачетное занятие
4	Критерии выбора насоса для гидросистемы. Поиск оптимального варианта	20	8	4	4		12	Решение задачи
5	Анализ работы насоса в гидросистеме	9	8	2			6	Решение задачи
	Зачет	7	8	--	3		4	Зачетное занятие
	Итого:	72		15	15		42

4.2. Содержание лекционно-практических форм обучения

4.2.1. Лекции

1. Характеристики насосов и их рабочие области. Работа насоса в гидросистеме.

Характеристики гидросистем и насосов. Рабочий режим насоса. Особенности зависимостей напора, мощности и КПД от подачи для насосов различной быстроходности. Влияние формы зависимостей напора и мощности на особенности эксплуатации. Характеристика всасывающей способности насоса.

Область целесообразного использования (рабочая зона) насоса. Определение границ рабочей зоны. Отрицательные последствия эксплуатации насоса вне его рабочей зоны. Опасные последствия наличия нестабильного участка напорной характеристики и мероприятия по их недопущению, в том числе при параллельной работе двух и более насосов.

2. Способы регулирования подачи насосов и расхода в гидросистеме.

Регулирование подачи изменением характеристики гидросистемы – дросселирование и байпасирование. Регулирование подачи изменением характеристики насоса – изменение частоты вращения ротора, поворот лопастей рабочего колеса, применение направляющего аппарата с поворотными лопатками. Каскадный и частотно-каскадный способы регулирования. Применение регулирующего аккумулятора. Другие способы. Сравнение рассмотренных способов по технико-экономическим показателям.

3. Способы получения рабочих полей Q-H насосов. Теоретические основы образования модельных рядов насосов

Типоразмер лопастного насоса и его рабочее поле. Основы и способы образования полей Q-Н. Сводный график рабочих полей и теоретические основы его построения. Модельный ряд насосов определенного назначения и конструктивного исполнения. Стандартизация и унификация лопастных насосов. Отечественные и международные стандарты.

4. Критерии выбора насоса для гидросистемы. Поиск оптимального варианта

Требования гидросистемы к насосному оборудованию. Расчетные параметры гидросистемы в характерных режимах эксплуатации. Подбор вариантов насосного оборудования для работы в гидросистеме при этих режимах. Выбор оптимального варианта. Основные критерии, учитываемые при выборе: обеспечение требуемых показателей работоспособности, общей энергоэффективности, надежности, бескавитационной работы во всех режимах эксплуатации и стоимости жизненного цикла. Учет других критериев.

5. Анализ работы насоса в гидросистеме

Выбор способа регулирования подачи. Анализ условий работы гидросистемы и выбранного варианта насосного оборудования при переходе от одного характерного режима к другому. Выявление необходимости дополнительных расчетов и проверки, например, выполнения условия бескавитационной работы в режимах, отличающихся от характерных. Примеры такой необходимости.

4.2. Практические занятия

1. Расчет прогнозной характеристики насоса с заданными расчетными параметрами. Построение поля Q-H целесообразного использования насоса при использовании обточки рабочего колеса по наружному диаметру.

2. Расчет прогнозной характеристики насоса с заданными расчетными параметрами. Построение поля Q-H целесообразного использования насоса при частотном регулировании.

3. Зачетное занятие (промежуточное)

4. Обоснование выбора насоса для заданной гидросистемы с 3 характерными режимами эксплуатации.

5, 6. Анализ работы выбранного в п. 4 насоса в характерных и промежуточных режимах эксплуатации гидросистемы.

7. Зачетное занятие (итоговое).

4.2.3. Лабораторные работы

Учебным планом не предусмотрены.

4.2.4. Расчетные задания

Учебным планом не предусмотрены.

4.2.5. Курсовые проекты и курсовые работы

Учебным планом не предусмотрены.

5. ОБРАЗОВАТЕЛЬНЫЕ ТЕХНОЛОГИИ

Лекционные занятия проводятся, в основном, в традиционной форме, на некоторых лекциях выдается и используется раздаточный материал или демонстрируются фотографии.

Практические занятия кроме традиционной формы, проводятся как разбор конкретной ситуации или как поиск путей решения конкретной проблемы, поставленной в начале занятия, в обсуждении которых участвует вся группа. Некоторые занятия проводятся в форме общегрупповых и индивидуальных консультаций.

Самостоятельная работа включает: подготовку к лекционным занятиям, выполнение домашних заданий, подготовку к практическим занятиям, оформление результатов расчетов по тематике практических занятий (см. п. 4.2) и подготовку к зачету.

6. ОЦЕНОЧНЫЕ СРЕДСТВА ДЛЯ ТЕКУЩЕГО КОНТРОЛЯ УСПЕВАЕМОСТИ, ПРОМЕЖУТОЧНОЙ АТТЕСТАЦИИ ПО ИТОГАМ ОСВОЕНИЯ ДИСЦИПЛИНЫ

Для текущего контроля успеваемости используются устные опросы и участие в обсуждении конкретной ситуации или в поиске путей решения конкретной проблемы на практических занятиях и защиту отчетных материалов.

Аттестация по дисциплине – зачет.

Оценка за зачет рассчитывается из условия: 0,2х(оценка) за решение и защиту каждой из 5 задач по п. 4.2.

В приложение к диплому вносится оценка за зачет.

7. УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКОЕ И ИНФОРМАЦИОННОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ

7.1. Литература:

а) основная литература:

1. Будов АЭС. Учеб. пособие для вузов.- М.: Энергоатомиздат, 19с.

2. Гидравлика, гидромашины и гидропневмопривод. Учебное пособие./Под. ред. – М.: Изд. Центр "Академия". 2005.

3. Гидравлика, гидромашины и гидроприводы: Учебник для машиностроительных вузов/, и др.-М.: Машиностроение, 19с.

б) дополнительная литература:

1. Вербицкая указания к курсовому проекту по курсу "Лопастные насосы и насосные станции".- М.: МЭИ, 1981.-24 с.

2. Лопастные насосы: Справочник / , , ; Под общ. ред. и - Л.: Машиностроение, 19с.

3. , Яковенко машины и гидродинамические передачи. М.: Машиностроение, 19с.

7.2. Электронные образовательные ресурсы:

а) лицензионное программное обеспечение и Интернет-ресурсы:

www. *****/mihailovAK. html

б) другие:

book. *****/136198-lopastnye-nasosy. html

*****/spravochnik-117-nasos/2.htm

Каталоги российских и зарубежных насосостроительных фирм.

8. МАТЕРИАЛЬНО-ТЕХНИЧЕСКОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ

Для обеспечения освоения дисциплины необходимо наличие насосной лаборатории с образцами насосов, а также аудитории, снабженной мультимедийными средствами для представления презентаций лекций.

Программа составлена в соответствии с требованиями ФГОС ВПО и с учетом рекомендаций ПрООП ВПО по направлению подготовки 141100 "Энергетическое машиностроение" и профилю "Автоматизированные гидравлические и пневматические системы и агрегаты".

ПРОГРАММУ СОСТАВИЛ:

доцент

"УТВЕРЖДАЮ":

Зав. кафедрой Гидромеханики и гидравлических машин

к. т.н., профессор