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摘要：根据“泵与风机”课程的特点，结合该课程的教学实践，对该课程的教学难点进行分析，有针对性地提出教学方法和建议。希望通过该课程教学，提高学生专业素养，加深对本专业知识的系统认识。
关键词：泵与风机；教学研究；教学实践
中图分类号：G642.0 文献标识码：A 文章编号：1007-0079（2014）35-0115-02“泵与风机”是热力发电厂中重要的动力设备，与火力发电厂生产实际紧密结合的专业课程，是热能与动力工程专业的一门必修专业基础课。通过本课程的学习，使学生掌握泵与风机的基本结构、原理、性能、调节和运行等方面的知识；掌握解决工程实际问题的计算技能和泵与风机的实验技术；为学生从事泵与风机有关的运行、检修、安装工作奠定基础[1]。
根据我国“十五”规划教材对工程类应用型本科院校教材的要求，该课程针对热能与动力工程专业学生的教学课时已经缩短到40学时，而且包括4个学时的实验。鉴于授课内容多、学时少、学生学习难度大、综合性强的特点，本文分析该课程的教学难点，希望对提高该课程的授课效果有所裨益。
一、教学体系构建与难点分析
首先精选教学内容，这就要求授课教师结合教学大纲要求，一方面照顾知识面的广度，另一方面要注重基本概念和基本原理的深度。该课程内容以大容量、高参数机组，主要以600MW及以上的火力发电厂主力机组配套的泵与风机为主，同时，兼顾300MW火力发电厂主力机组配套的泵与风机。授课时尽可能反映国内外泵与风机的先进的科学技术、新成果。“泵与风机”的重点和难点是离心式泵与风机的叶轮理论、泵与风机性能曲线、相似理论在泵与风机应用部分、泵的汽蚀等部分，教学授课计划中应该相应增加学时数量。
该课程涉及以前所学的各门专业课程较多，如工程制图、机械设计基础、工程力学、工程热力学、工程流体力学、材料力学、金属材料学、热工过程自动调节等。在讲授时帮助学生复习和回忆已学专业知识，比如“泵与风机”课程是“流体力学”课程的具体应用，离不开“流体力学” 课程的相关知识，教师帮助学生复习和回忆已学流体、流场、流线、流管、迹线、能量方程、柏努利方程等相关的内容。与学生的互动中即可了解学生对以前所学知识的掌握程度，授课时应相对灵活，否则没有相对坚实的专业基础，要掌握该课程的内容也很困难。
二、知识点的联系与巩固
“泵与风机”是动力设备和动力机械，同时泵与风机也是旋转机械，属机械范畴，在多媒体课件中加入图纸文件，同学们在先修的课程中，比如“工程制图”、“机械设计基础”课程中学习过机械等方面知识，培养学生的识图能力，为将来从事设计、运行、检修等方面工作打下良好的基础。
在离心式泵与风机的叶轮理论、泵与风机性能曲线、相似理论在泵与风机应用、泵的汽蚀等章学习后应设置习题课，同时注意各章节之间的联系，授课时可以增加这部分授课学时。与此相反，相似理论在泵与风机应用部分与“流体力学”中相似理论内容基本相同，授课时可以缩短授课学时，注意授课学时的匹配。理论课与习题课相互搭配，多媒体与板书配合起到良好的教学效果。
随着全球科技的迅猛的发展，授课的内容也要与时俱进，如果还沿袭教材的内容按部就班的授课，那就落后于时代的发展了。在各个章节中尽量多地介绍前沿性研究方向，开阔学生眼界、拓展思路。比如“泵与风机”先进的在线监测系统、专家故障诊断系统、数值模拟仿真技术、“泵与风机”设计技术发展及展望等。在数值模拟仿真技术和“泵与风机”设计中给学生介绍AutoCAD二维设计与Pro/ENGINEER三维实体造型设计，FLUENT数值模拟软件及其应用、模型生成，风机的优化设计，叶片表面的压力场分布、速度场分布、湍流度等值线图、风机内部的流态分析、泵与风机的性能预测、风机的改造、CFD手段解决实际工程问题的案例等[2]。如图1所示离心式给水泵汽蚀数值模拟图，图2所示轴流泵汽蚀数值模拟图。为将来读研深造的学生在研究生阶段应用数值模拟仿真方法等作了预先的铺垫和打下良好的基础。
讲授“泵与风机”噪声及噪声控制、数值模拟仿真技术、“泵与风机”先进的在线监测系统、专家故障诊断系统过程中，介绍“泵与风机”方面国内外科技期刊，比如“风机技术”等科技核心期刊，同时与阶段性的小论文或读书报告相结合。阶段性的小论文或读书报告是理论教学的具体体现，要求既要有教学理论知识又要有工程实际应用的例证，并提出自己的观点与修正意见。教师在保证完成基本教学任务与作业后，分别在本课程的期中与期末，布置两篇阶段性的小论文或读书报告。把有代表性、有特色的文章在课堂上宣读。并以此作为期终考试成绩的一部分。
泵与风机性能曲线的测试应用较广，讲授该部分内容时，可以与“热工测试技术”课程联系起来，介绍流量测试方法、压力测试方法、传感器工作原理等。在常规测试的基础上，将所测流体运行参数的常规信号转换为电信号，利用计算机实现远距离、自动化的数据采集、数据分析的测试方式。在锅炉热平衡实验中应用到泵与风机测试部分内容。
随着单机容量的提高，锅炉给水泵的水温和转速也随之增加，要求泵入口有更大的有效汽蚀余量，通过设置前置泵方法，提高泵汽蚀性能的措施，介绍“热力发电厂”课程前置泵与主给水泵联结方式。如图3前置泵与主给水泵同轴串联连接方式所示。同时在多媒体及电子教案中介绍电厂计算机模拟仿真实习一些相关内容，比如锅炉给水系统计算机模拟仿真，为学生大四的毕业实习和走上工作岗位打下坚实的基础、起铺垫作用。如图4锅炉给水系统仿真界面所示。
由于“泵与风机”课程课时有限，可以增加学生的自学部分，比如容积损失部分，提高学生自学能力，以提问形式总结自学内容。教师教学与学生自学形式相结合，取得良好的教学效果。
“泵与风机”课程涉及到的知识面广，学生难免可能出现边学边忘的现象，在全课程教学计划内容讲授完后，需要全面进行系统的复习，使学生对该门课程形成总体认识，巩固所学知识。抓好期末复习，是保证教学效果的重要一环。 三、授课的几点体会
理论和实际相结合，理论应用到实践中去。与我们日常生活息息相关，“泵与风机”课程是实践性很强的专业课，授课过程中带学生参观热力发电厂、区域供热锅炉房、水泵房等。学生们看到泵房中泵的集中布置、泵的管理和运行，给学生们留下很深的印象。使学生明确泵房布置设计的概念、了解厂房的结构特点、厂房设计原则、泵房运行管理等。
“泵与风机”课程必须与“锅炉原理”、“汽轮机原理”、“热力发电厂”等专业课程相联系。比如调节锅炉运行工况，锅炉满负荷调节、锅炉升负荷调节、锅炉降负荷调节离不开泵与风机的调节。大型锅炉运行时，炉膛内的负压基本是一个常数，负压过高或者过低都会给锅炉的正常运行带来不良的影响；当给煤量或煤质发生变化时，常常需要先进行送引风机联调，然后微调引风量，使锅炉炉膛负压处于最佳的运行状态。
可以讲授“热力发电厂”等专业课程的预备知识，比如“泵与风机”的原动机部分，有电机驱动、汽轮机驱动等，“泵与风机”的运行与管道与阀门有密切关系等。泵启动前应投运冷却水系统，对泵组进行注水、排气，启动给水循环泵。检查各油系统油的充满程度。启动前投入暖泵系统，使泵体上下温差正常后，方可启动。暖泵目的与操作方法与汽轮机启动前暖机操作方法相同。停运时，应注意检查给水泵出口止回阀是否关严，防止水泵出现倒转。对处于备用的给水泵应使其一直处于暖泵状态，以便紧急启动[3]。
“泵与风机”课程必须与“锅炉原理”、“汽轮机原理”、“热力发电厂”等专业课程相联系。不能把各门专业课割裂开来，而应把各个知识点串联起来。比如“泵与风机” 课程中速度三角形理论与“汽轮机原理”课程速度三角形理论有其相似的地方，“泵与风机”课程中功率、损失部分中，机械损失、容积损失、流动损失与“汽轮机原理”课程在授课内容上基本相同，要求教师熟悉各们专业课程，提醒学生们注意，把2门课程结合起来理解这一部分内容，为“汽轮机原理”等后续专业课程的教学打好基础。
本文认为“电厂常用泵与风机”可以不用自成一章，而应把这部分授课内容融入到“泵与风机”原理和结构中讲解。与此相反，与“锅炉原理”课程最后设置“锅炉房工艺设计”一个章节、以及“热力发电厂”课程最后设置“火电厂主厂房布置” 一个章节类似。“锅炉房工艺设计”主要讲述锅炉房设计基本规定、锅炉房布置、锅炉房建筑等。“火电厂主厂房布置”主要讲述主厂房布置类型及特点、主厂房布置内容、主厂房布置基本要求、主厂房内主要设备的布置等。“泵与风机”课程最后可以单独设置水泵房一个章节，比如具体讲述泵房布置类型及特点，泵房设计的国家标准、法规，泵房工艺、泵房运行管理、水泵的安装、故障排除与维修等内容等。
四、结语
在“泵与风机”课程的教学环节中，特别是在教学方法上研究从单纯传授知识型转向以培养学生的能力为重点的方法，教学效果明显改善，学生在以后的毕业设计和工作中取得良好效果，达到全面提高教学质量， 为国家培养出建设创新型国家、实现工业化和现代化奠定人力资源优势、具有专业技能、思想活跃的“卓越工程师”人才。
参考文献：
[1]何川，郭立君.泵与风机[M].北京：中国电力出版社，2010.
[2]王福军.计算流体动力学分析[M].北京：清华大学出版社，2004.
[3]叶涛.热力发电厂[M].北京：中国电力出版社，2006.
（责任编辑：刘丽娜）
关键词：泵与风机；教学研究；教学实践
中图分类号：G642.0 文献标识码：A 文章编号：1007-0079（2014）35-0115-02“泵与风机”是热力发电厂中重要的动力设备，与火力发电厂生产实际紧密结合的专业课程，是热能与动力工程专业的一门必修专业基础课。通过本课程的学习，使学生掌握泵与风机的基本结构、原理、性能、调节和运行等方面的知识；掌握解决工程实际问题的计算技能和泵与风机的实验技术；为学生从事泵与风机有关的运行、检修、安装工作奠定基础[1]。
根据我国“十五”规划教材对工程类应用型本科院校教材的要求，该课程针对热能与动力工程专业学生的教学课时已经缩短到40学时，而且包括4个学时的实验。鉴于授课内容多、学时少、学生学习难度大、综合性强的特点，本文分析该课程的教学难点，希望对提高该课程的授课效果有所裨益。
一、教学体系构建与难点分析
首先精选教学内容，这就要求授课教师结合教学大纲要求，一方面照顾知识面的广度，另一方面要注重基本概念和基本原理的深度。该课程内容以大容量、高参数机组，主要以600MW及以上的火力发电厂主力机组配套的泵与风机为主，同时，兼顾300MW火力发电厂主力机组配套的泵与风机。授课时尽可能反映国内外泵与风机的先进的科学技术、新成果。“泵与风机”的重点和难点是离心式泵与风机的叶轮理论、泵与风机性能曲线、相似理论在泵与风机应用部分、泵的汽蚀等部分，教学授课计划中应该相应增加学时数量。
该课程涉及以前所学的各门专业课程较多，如工程制图、机械设计基础、工程力学、工程热力学、工程流体力学、材料力学、金属材料学、热工过程自动调节等。在讲授时帮助学生复习和回忆已学专业知识，比如“泵与风机”课程是“流体力学”课程的具体应用，离不开“流体力学” 课程的相关知识，教师帮助学生复习和回忆已学流体、流场、流线、流管、迹线、能量方程、柏努利方程等相关的内容。与学生的互动中即可了解学生对以前所学知识的掌握程度，授课时应相对灵活，否则没有相对坚实的专业基础，要掌握该课程的内容也很困难。
二、知识点的联系与巩固
“泵与风机”是动力设备和动力机械，同时泵与风机也是旋转机械，属机械范畴，在多媒体课件中加入图纸文件，同学们在先修的课程中，比如“工程制图”、“机械设计基础”课程中学习过机械等方面知识，培养学生的识图能力，为将来从事设计、运行、检修等方面工作打下良好的基础。
在离心式泵与风机的叶轮理论、泵与风机性能曲线、相似理论在泵与风机应用、泵的汽蚀等章学习后应设置习题课，同时注意各章节之间的联系，授课时可以增加这部分授课学时。与此相反，相似理论在泵与风机应用部分与“流体力学”中相似理论内容基本相同，授课时可以缩短授课学时，注意授课学时的匹配。理论课与习题课相互搭配，多媒体与板书配合起到良好的教学效果。
随着全球科技的迅猛的发展，授课的内容也要与时俱进，如果还沿袭教材的内容按部就班的授课，那就落后于时代的发展了。在各个章节中尽量多地介绍前沿性研究方向，开阔学生眼界、拓展思路。比如“泵与风机”先进的在线监测系统、专家故障诊断系统、数值模拟仿真技术、“泵与风机”设计技术发展及展望等。在数值模拟仿真技术和“泵与风机”设计中给学生介绍AutoCAD二维设计与Pro/ENGINEER三维实体造型设计，FLUENT数值模拟软件及其应用、模型生成，风机的优化设计，叶片表面的压力场分布、速度场分布、湍流度等值线图、风机内部的流态分析、泵与风机的性能预测、风机的改造、CFD手段解决实际工程问题的案例等[2]。如图1所示离心式给水泵汽蚀数值模拟图，图2所示轴流泵汽蚀数值模拟图。为将来读研深造的学生在研究生阶段应用数值模拟仿真方法等作了预先的铺垫和打下良好的基础。
讲授“泵与风机”噪声及噪声控制、数值模拟仿真技术、“泵与风机”先进的在线监测系统、专家故障诊断系统过程中，介绍“泵与风机”方面国内外科技期刊，比如“风机技术”等科技核心期刊，同时与阶段性的小论文或读书报告相结合。阶段性的小论文或读书报告是理论教学的具体体现，要求既要有教学理论知识又要有工程实际应用的例证，并提出自己的观点与修正意见。教师在保证完成基本教学任务与作业后，分别在本课程的期中与期末，布置两篇阶段性的小论文或读书报告。把有代表性、有特色的文章在课堂上宣读。并以此作为期终考试成绩的一部分。
泵与风机性能曲线的测试应用较广，讲授该部分内容时，可以与“热工测试技术”课程联系起来，介绍流量测试方法、压力测试方法、传感器工作原理等。在常规测试的基础上，将所测流体运行参数的常规信号转换为电信号，利用计算机实现远距离、自动化的数据采集、数据分析的测试方式。在锅炉热平衡实验中应用到泵与风机测试部分内容。
随着单机容量的提高，锅炉给水泵的水温和转速也随之增加，要求泵入口有更大的有效汽蚀余量，通过设置前置泵方法，提高泵汽蚀性能的措施，介绍“热力发电厂”课程前置泵与主给水泵联结方式。如图3前置泵与主给水泵同轴串联连接方式所示。同时在多媒体及电子教案中介绍电厂计算机模拟仿真实习一些相关内容，比如锅炉给水系统计算机模拟仿真，为学生大四的毕业实习和走上工作岗位打下坚实的基础、起铺垫作用。如图4锅炉给水系统仿真界面所示。
由于“泵与风机”课程课时有限，可以增加学生的自学部分，比如容积损失部分，提高学生自学能力，以提问形式总结自学内容。教师教学与学生自学形式相结合，取得良好的教学效果。
“泵与风机”课程涉及到的知识面广，学生难免可能出现边学边忘的现象，在全课程教学计划内容讲授完后，需要全面进行系统的复习，使学生对该门课程形成总体认识，巩固所学知识。抓好期末复习，是保证教学效果的重要一环。 三、授课的几点体会
理论和实际相结合，理论应用到实践中去。与我们日常生活息息相关，“泵与风机”课程是实践性很强的专业课，授课过程中带学生参观热力发电厂、区域供热锅炉房、水泵房等。学生们看到泵房中泵的集中布置、泵的管理和运行，给学生们留下很深的印象。使学生明确泵房布置设计的概念、了解厂房的结构特点、厂房设计原则、泵房运行管理等。
“泵与风机”课程必须与“锅炉原理”、“汽轮机原理”、“热力发电厂”等专业课程相联系。比如调节锅炉运行工况，锅炉满负荷调节、锅炉升负荷调节、锅炉降负荷调节离不开泵与风机的调节。大型锅炉运行时，炉膛内的负压基本是一个常数，负压过高或者过低都会给锅炉的正常运行带来不良的影响；当给煤量或煤质发生变化时，常常需要先进行送引风机联调，然后微调引风量，使锅炉炉膛负压处于最佳的运行状态。
可以讲授“热力发电厂”等专业课程的预备知识，比如“泵与风机”的原动机部分，有电机驱动、汽轮机驱动等，“泵与风机”的运行与管道与阀门有密切关系等。泵启动前应投运冷却水系统，对泵组进行注水、排气，启动给水循环泵。检查各油系统油的充满程度。启动前投入暖泵系统，使泵体上下温差正常后，方可启动。暖泵目的与操作方法与汽轮机启动前暖机操作方法相同。停运时，应注意检查给水泵出口止回阀是否关严，防止水泵出现倒转。对处于备用的给水泵应使其一直处于暖泵状态，以便紧急启动[3]。
“泵与风机”课程必须与“锅炉原理”、“汽轮机原理”、“热力发电厂”等专业课程相联系。不能把各门专业课割裂开来，而应把各个知识点串联起来。比如“泵与风机” 课程中速度三角形理论与“汽轮机原理”课程速度三角形理论有其相似的地方，“泵与风机”课程中功率、损失部分中，机械损失、容积损失、流动损失与“汽轮机原理”课程在授课内容上基本相同，要求教师熟悉各们专业课程，提醒学生们注意，把2门课程结合起来理解这一部分内容，为“汽轮机原理”等后续专业课程的教学打好基础。
本文认为“电厂常用泵与风机”可以不用自成一章，而应把这部分授课内容融入到“泵与风机”原理和结构中讲解。与此相反，与“锅炉原理”课程最后设置“锅炉房工艺设计”一个章节、以及“热力发电厂”课程最后设置“火电厂主厂房布置” 一个章节类似。“锅炉房工艺设计”主要讲述锅炉房设计基本规定、锅炉房布置、锅炉房建筑等。“火电厂主厂房布置”主要讲述主厂房布置类型及特点、主厂房布置内容、主厂房布置基本要求、主厂房内主要设备的布置等。“泵与风机”课程最后可以单独设置水泵房一个章节，比如具体讲述泵房布置类型及特点，泵房设计的国家标准、法规，泵房工艺、泵房运行管理、水泵的安装、故障排除与维修等内容等。
四、结语
在“泵与风机”课程的教学环节中，特别是在教学方法上研究从单纯传授知识型转向以培养学生的能力为重点的方法，教学效果明显改善，学生在以后的毕业设计和工作中取得良好效果，达到全面提高教学质量， 为国家培养出建设创新型国家、实现工业化和现代化奠定人力资源优势、具有专业技能、思想活跃的“卓越工程师”人才。
参考文献：
[1]何川，郭立君.泵与风机[M].北京：中国电力出版社，2010.
[2]王福军.计算流体动力学分析[M].北京：清华大学出版社，2004.
[3]叶涛.热力发电厂[M].北京：中国电力出版社，2006.
（责任编辑：刘丽娜）