離心泵特性曲線的測定實驗教學方法

在化工生產過程中，為了滿足工藝條件的要求，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，還是要克服實際液體的流動阻力，通常都需要對液體作功，目的是為了增加液體的機械能。
在化工生產中，所需要輸送的液體種類很多，它們的性能干差萬別，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，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。離心泵具有結構簡單、流量大而且均勻、操行方便的優點。它在化工生產中的應用極為廣泛，約占化工用泵的80％ ～90％ 。
離心泵特性曲線是化工生產中合理選擇泵類型、規格的依據。離心泵特性曲線的測定是化工原理(化工基礎)實驗教學中的一個重要的內容。
1、課堂教學存在的問題
離心泵特性曲線的測定實驗以前的教學方法主要是由教師講課，講實驗原理和實驗目的，講實驗操作過程和注意事項，然后由學生動手做實驗，之后完成實驗報告。學生大多只是按照實驗要求來做實驗，不想為什么，也不問為什么?這樣的教學方式效果不夠好。為了獲得良好的教學效果，使學生加深對課堂理論知識的理解和掌握，提高實際的實驗操作能內，教師對教學方法進行了改革。
2、課堂教學方法改革
學生實驗用的裝置是天津大學化工原理實驗中心提供的，流程安排比較合理，裝置可以移動，放置的位置比較靈活方便。
離心泵特性曲線的測定實驗安排4學時160分鐘，但實驗操作所需要的時間并不太多，實驗之前教師首先檢查學生的預習報告，實驗預習報告的內容包括實驗目的、實驗原理、實驗裝置、實驗步驟、注意事項等。讓學生自己先觀察實驗裝置40分鐘，熟悉管路流程，設備儀表，考慮操作過程，相互討論。然后教師開始講課，教師準備了許多問題，一個接著一個的提問。
本實驗的實驗目的是什么?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?離心泵在啟動之前為什么要灌泵?否則會山現什么現象?如何進行灌泵?離心泵啟動時為什么要關閉出口閥?泵入口和泵出口各安裝什么儀表?流量增大時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?流量的測量儀表都有哪些?孔板流量計的主要結構是什么?它的測量原理是什么?它的優缺點各是什么?文丘里流量計的結構是什么?優缺點是什么?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?離心泵的特性曲線中楊程，功率和效率隨著流量的增大是如何變化的?離心泵的工作點是怎樣確定的?對離心泵泵入口的壓強P，有什么要求?如果Pl太小，會發生什么現象?什么是氣蝕?如何避免氣蝕的發生?什么是允許吸上真空高度?如何求離心泵的安裝高度?實驗的操作步驟是怎樣?提問的時候教師會用眼神與每一個學生交流，鼓勵他們大膽回答問題，肯定他們對的地方，指出他們的錯誤之處，讓他們相互補充，學生的學習積極性被調動起來，你一句我一句的踴躍回答問題，自始至終氣氛都非?；钴S，在輕松愉快的環境中大家解決了一個又一個的問題，對每一個問題zui后教師都會進行陳述。
講課時間大約需要60分鐘，然后強調實驗過程中的注意事項，要求學生做好操作，讀數，記錄的分工，就開始實驗了。學生實驗操作大約需要60分鐘。
在學生開始進行實驗操作的時候，教師自始至終站在一旁指導，一方面解決實驗可能出現的問題。及時糾正學生出現的操作錯誤。另一方面也適時幫助學生加深對實驗授課時所講內容的理解，回答學生提出的相關問題。
學生認為這樣的實驗教學的方式非常好，實驗效果很好，不是簡單地做做實驗，完成實驗報告而己，從實驗教學和實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，明白了氣縛產生的原因，懂得了液體在泵內能量型式的轉化。關于流量的測量，實驗裝置安裝的是轉子流量計，學生通過認真觀察實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轉子。讓學生回憶課堂上學習過的流量的測量儀表還有哪些，它們的測量原理是什么，并比較各自的優缺點。離心泵的特性參數很多，zui重要的有流量、楊程、功率和效率，本實驗是固定輸入的功率，固定葉輪的轉速，通過出口閥門改變流量，讀出泵入口真空表和泵出口壓力表的讀數，通過計算得到楊程、功率和效率，繪出特性曲線。對于揚程的理解，許多同學模糊不清，因為楊程的單位是米(液柱)，不
少同學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，楊程的單位實際上是焦／牛，楊程是每
牛頓流體經過泵之后所獲得的能量。這么強調之后學生對能量單位，對楊程的理解就準確了。