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《管道瞬变流动分析》教学大纲

课程英文名称

FluidTransient

开课院系

机场学院

课程类别

专业选修课

授课对象

学术型

授课方式

讲授类

课程总学时

36

课程总学分

2

开课学期

2

适用专业

油气储运工程

预修课程

高等数学、工程流体力学、泵和压缩机

主讲教师1

杨广峰

职称

讲师

主讲教师2

崔静

职称

讲师

课程简介（500字以内）：

本课程是油气储运专业研究生的专业选修课。从流体力学角度考虑，管道内液体的流动状态可分为稳定和不稳定两大类。当水流状态从一种稳定状态变为另一种稳定状态时，其中间的不稳定流态称为过渡过程或瞬变流。泵站、引水调水工程、水力发电站、抽水蓄能电站等常规水利水电工程为了达到安全、经济及优化运行的目的，都要不断改变它们的运行方式（或工况）。这必然会引起各种各样的过渡过程，引起系统中管道压力、流量，机组的转速也会剧烈变化，还可能因失去控制而使水倒流及机组倒转；对工程造成十分严重的破坏。通过本课程的学习使学生了解管道瞬变流对管道系统的危害性；能够根据弹性水击理论和水击特征线解法建立水击问题的数学模型和边界条件，并具备数值求解的能力；能对管道的水击控制提出指导性意见。

课程教学目标与基本要求：

帮助学生理解水击的基本概念，了解刚性水柱理论，理解弹性水击理论；熟练掌握水击基本微分方程的推导方法和水击特征线法，能正确建立边界条件；能对长输管道和环状管网稳定工况进行模拟，掌握管道最优控制的基础知识。

通过本课程的学习使学生了解管道瞬变流对管道系统的危害性；能够根据弹性水击理论和水击特征线解法建立水击问题的数学模型和边界条件，并具备数值求解的能力；能对管道的水击控制提出指导性意见。

课程考核方式和成绩计算评定：

1．考核方式：考试（）；考查（√）

2．成绩评定：

总评成绩构成：平时考核（15）％；中期考核（）％；期末考核（85）％

平时成绩构成：考勤考纪（15）％；作业（85）％；读书报告（）％

实践环节（）％；其他（）％

课程内容及详细教学计划：

授课内容（细化到章、节、目）

教学目标

授课模式（指传统讲授、讨论、多媒体教学等）

概述

使学生掌握水击的基本原理

多媒体教学

刚性水柱理论

使学生掌握刚性水柱理论

多媒体教学

弹性水击理论

使学生掌握弹性水击理论

多媒体教学

水击特征线解法

使学生掌握特征线法的基本原理，并利用特征性法进行编程

多媒体教学

边界条件

使学生掌握一般的边界条件的数学原理，并结合特征线法进行编制程序

多媒体教学

泵非正常停运的边界条件

使学生掌握泵非正常停运的边界条件，并结合特征线法进行编制程序

多媒体教学

管网工况计算

使学生对工程的管网的计算原理进行掌握

多媒体教学

管道水击控制

掌握管道水击一般的控制方式及优缺点

多媒体教学

教材及教学参考资料

教材

序号

教材名称

编著者

出版单位

出版时间

1

管道水击分析与控制

蒲家宁

机械工业出版社

1990

2

管网中不稳定流动的水力分析

J.A.福克斯

石油工业出版社

1983

参考资料

序号

参考资料名称

编著者

出版单位

出版时间

1

管道瞬变流动分析

张国忠

石油大学出版社

1994

2

管线中不稳定流的现代分与控制

GARYZ.沃特斯

石油工业出版社

1987

3

工业管道中的水锤

王学芳，叶宏开等

科学出版社

1995

注：1.课程类别参考培养方案，学位课明细到公共必修课、学科基础课和学科必修课；

2.主讲教师1和授课教师2两栏必填。