離心泵特性曲線(xiàn)的測定實(shí)驗教學(xué)方法

在化工生產(chǎn)過(guò)程中，為了滿(mǎn)足工藝條件的要求，常常需要將液體從低處輸送到高處，或是從低壓輸送到高壓，或是沿著(zhù)管道由某處輸送到比較遠的地方。不管是提高液體的位置或提高液體的壓力，還是要克服實(shí)際液體的流動(dòng)阻力，通常都需要對液體作功，目的是為了增加液體的機械能。
在化工生產(chǎn)中，所需要輸送的液體種類(lèi)很多，它們的性能干差萬(wàn)別，有的液體腐蝕性強，粘度高；有的易燃易爆，有毒；有的容易揮發(fā)，含有懸浮物等等。液體的溫度、壓力等操作條件、流量及所需要提供的能量方面有很大的不同。為了適應不同情況下的液體輸送要求，因而需要不同結構和特性的液體輸送機械，輸送設備的型式是多種多樣，規格更是十分廣泛。為液體提供能量的設備型式有許多種，zui常用的是離心泵。離心泵具有結構簡(jiǎn)單、流量大而且均勻、操行方便的優(yōu)點(diǎn)。它在化工生產(chǎn)中的應用極為廣泛，約占化工用泵的80％ ～90％ 。
離心泵特性曲線(xiàn)是化工生產(chǎn)中合理選擇泵類(lèi)型、規格的依據。離心泵特性曲線(xiàn)的測定是化工原理(化工基礎)實(shí)驗教學(xué)中的一個(gè)重要的內容。
1、課堂教學(xué)存在的問(wèn)題
離心泵特性曲線(xiàn)的測定實(shí)驗以前的教學(xué)方法主要是由教師講課，講實(shí)驗原理和實(shí)驗目的，講實(shí)驗操作過(guò)程和注意事項，然后由學(xué)生動(dòng)手做實(shí)驗，之后完成實(shí)驗報告。學(xué)生大多只是按照實(shí)驗要求來(lái)做實(shí)驗，不想為什么，也不問(wèn)為什么?這樣的教學(xué)方式效果不夠好。為了獲得良好的教學(xué)效果，使學(xué)生加深對課堂理論知識的理解和掌握，提高實(shí)際的實(shí)驗操作能內，教師對教學(xué)方法進(jìn)行了改革。
2、課堂教學(xué)方法改革
學(xué)生實(shí)驗用的裝置是天津大學(xué)化工原理實(shí)驗中心提供的，流程安排比較合理，裝置可以移動(dòng)，放置的位置比較靈活方便。
離心泵特性曲線(xiàn)的測定實(shí)驗安排4學(xué)時(shí)160分鐘，但實(shí)驗操作所需要的時(shí)間并不太多，實(shí)驗之前教師首先檢查學(xué)生的預習報告，實(shí)驗預習報告的內容包括實(shí)驗目的、實(shí)驗原理、實(shí)驗裝置、實(shí)驗步驟、注意事項等。讓學(xué)生自己先觀(guān)察實(shí)驗裝置40分鐘，熟悉管路流程，設備儀表，考慮操作過(guò)程，相互討論。然后教師開(kāi)始講課，教師準備了許多問(wèn)題，一個(gè)接著(zhù)一個(gè)的提問(wèn)。
本實(shí)驗的實(shí)驗目的是什么?離心泵的主要結構是什么?離心泵的工作原理是什么? 離心泵是如何輸送液體的?離心泵在啟動(dòng)之前為什么要灌泵?否則會(huì )山現什么現象?如何進(jìn)行灌泵?離心泵啟動(dòng)時(shí)為什么要關(guān)閉出口閥?泵入口和泵出口各安裝什么儀表?流量增大時(shí)真空表的讀數和壓力表的讀數將如何變化?為什么?離心泵的特性參數都有哪些?流量的測量?jì)x表都有哪些?孔板流量計的主要結構是什么?它的測量原理是什么?它的優(yōu)缺點(diǎn)各是什么?文丘里流量計的結構是什么?優(yōu)缺點(diǎn)是什么?轉子流量計的主要結構是什么?安裝有什么要求?轉子受到幾個(gè)力的作用?流量計的操作應該注意什么?流量的調節有哪幾種常用方法?離心泵的楊程是什么?離心泵的特性曲線(xiàn)中楊程，功率和效率隨著(zhù)流量的增大是如何變化的?離心泵的工作點(diǎn)是怎樣確定的?對離心泵泵入口的壓強P，有什么要求?如果Pl太小，會(huì )發(fā)生什么現象?什么是氣蝕?如何避免氣蝕的發(fā)生?什么是允許吸上真空高度?如何求離心泵的安裝高度?實(shí)驗的操作步驟是怎樣?提問(wèn)的時(shí)候教師會(huì )用眼神與每一個(gè)學(xué)生交流，鼓勵他們大膽回答問(wèn)題，肯定他們對的地方，指出他們的錯誤之處，讓他們相互補充，學(xué)生的學(xué)習積極性被調動(dòng)起來(lái)，你一句我一句的踴躍回答問(wèn)題，自始至終氣氛都非?；钴S，在輕松愉快的環(huán)境中大家解決了一個(gè)又一個(gè)的問(wèn)題，對每一個(gè)問(wèn)題zui后教師都會(huì )進(jìn)行陳述。
講課時(shí)間大約需要60分鐘，然后強調實(shí)驗過(guò)程中的注意事項，要求學(xué)生做好操作，讀數，記錄的分工，就開(kāi)始實(shí)驗了。學(xué)生實(shí)驗操作大約需要60分鐘。
在學(xué)生開(kāi)始進(jìn)行實(shí)驗操作的時(shí)候，教師自始至終站在一旁指導，一方面解決實(shí)驗可能出現的問(wèn)題。及時(shí)糾正學(xué)生出現的操作錯誤。另一方面也適時(shí)幫助學(xué)生加深對實(shí)驗授課時(shí)所講內容的理解，回答學(xué)生提出的相關(guān)問(wèn)題。
學(xué)生認為這樣的實(shí)驗教學(xué)的方式非常好，實(shí)驗效果很好，不是簡(jiǎn)單地做做實(shí)驗，完成實(shí)驗報告而己，從實(shí)驗教學(xué)和實(shí)驗操作中他們能夠更好地理解和掌握課堂的理論知識，記憶也很深刻。從離心泵的工作原理中同學(xué)們知道了離心泵是如何輸送液體的，離心力的大小與液體的密度成正比，明白了氣縛產(chǎn)生的原因，懂得了液體在泵內能量型式的轉化。關(guān)于流量的測量，實(shí)驗裝置安裝的是轉子流量計，學(xué)生通過(guò)認真觀(guān)察實(shí)物知道了轉子流量計的主要結構是一根微錐形的上大下小的帶有刻度的玻璃管和一個(gè)轉子。讓學(xué)生回憶課堂上學(xué)習過(guò)的流量的測量?jì)x表還有哪些，它們的測量原理是什么，并比較各自的優(yōu)缺點(diǎn)。離心泵的特性參數很多，zui重要的有流量、楊程、功率和效率，本實(shí)驗是固定輸入的功率，固定葉輪的轉速，通過(guò)出口閥門(mén)改變流量，讀出泵入口真空表和泵出口壓力表的讀數，通過(guò)計算得到楊程、功率和效率，繪出特性曲線(xiàn)。對于揚程的理解，許多同學(xué)模糊不清，因為楊程的單位是米(液柱)，不
少同學(xué)認為揚程就是泵所能提升液體的高度，教師強調米是能量單位，能量單位基準不同有不同的表示方法，焦／千克，焦／牛，焦／立方米，楊程的單位實(shí)際上是焦／牛，楊程是每
牛頓流體經(jīng)過(guò)泵之后所獲得的能量。這么強調之后學(xué)生對能量單位，對楊程的理解就準確了。