教学课件
yourself-权菊仙
第一章 水工艺设备常用材料（四学时）（第五周周二、周四）
1．教学目的及基本要求：
1）了解金属材料的分类
2）掌握材料的基本性能及使用条件
3）熟悉耐蚀金属材料及性能
2．教学内容及学时分配：
1）金属材料的分类、基本性能，耐蚀金属材料及性能（1学时）
2）无机非金属材料分类及基本性能，耐蚀无机非金属材料及其性能（1学时）
3）高分子材料的性能，常用塑料和橡胶介绍（1学时）
4）复合材料的性能特点（1学时）
3．教学内容的重点和难点：
1）重点：掌握水工艺设备常用材料的基本性能与特点
2）难点：如何根据材料的性能、特点和水工艺设备要求，确定不同材料的适用条件和
范围。
4．教学内容的深化和拓宽：
课后思考：
1）金属材料的基本性能包括哪几个方面
的内容？你认为水工艺设备对金属材料的哪些
性能要求更高？怎样才能满足这些要求？
2）影响钢材性能的因素主要有哪些？
3）合金钢有哪些类型？何谓耐蚀低合金钢？耐大气腐
蚀、海水腐蚀的低合金钢中各含
哪些主要合金元素？
4）不锈钢有哪些类型？在酸性介质、碱
性介质及中性水溶液中是否可以选用同一种不
锈钢？简述理由。
5）铝、铜及其合金的主要性能特点是什么？主要用于什么场合？
6）钛及钛合金最突出的性能特点是什么？
7）简要说明无机非金属材料的性能特点，以及主要用于哪些场合。
8）高分子材料主要有哪
些类型？常用于水工程及水工艺设备中的高分子材料有哪些？
耐蚀有机高分子有哪些类型？各有什么特点
？
9）复合材料主要有哪些性能特点？你认为在水工艺设备中复合材料最突出的性能特点
是什
么？请列举在水工业领域应用复合材料的几个事例。
5．教学方式（手段）及教学过程中应注意的问题：
1）方式（手段）：多媒体教学；
2）注意：
第二章 材料设备的腐蚀、防护及保温（三学时）（第五周周五、第六周周二）
1．教学目的及基本要求：
1）了解材料设备的腐蚀的危害以及腐蚀与防护科学的发展状况
2）掌握腐蚀与防护基本原理
3）熟悉各种设备腐蚀防护技术
4）能运用腐蚀与防护原理进行材料的选用
5）了解设备保温的目的
6）熟悉常用保温材料，保温结构与施工
2．教学内容及学时分配：
1)
材料设备的腐蚀与防护概述，腐蚀与防护基本原理，设备腐蚀防护技术，材料的选
用（2学时）
2) 设备保温的目的，保温材料，保温结构与施工。（1学时）
3．教学内容的重点和难点：
1）重点：掌握水工艺设备及常用材料的腐蚀与防护的基本原理与方法
2）难点：设备、材料的腐蚀原理与方法
4．教学内容的深化和拓宽：
课后思考：
1) 什么叫氢蚀？它对钢的性能有什么影响？
2)
什么叫极化？极化对金属腐蚀有什么影响？
3) 什么叫阴极去极化？阴极去极化可以通过哪些途径来
实现？其中最常见、最重要的
阴极去极化反应是什么？
4)
什么是金属的全面腐蚀、局部腐蚀？局部腐蚀包括哪些类型？
5)
试从腐蚀发生的条件、机理、影响的因素和控制的途径等方面比较小孔腐蚀和缝隙
腐蚀的异同。
6)
什么叫应力腐蚀？它具有什么特点？是不是介质的腐蚀性越强，材料的应力腐蚀敏
感性就越高？为什么？
7) 微生物为什么会影响金属的腐蚀？试例举最常遇到的微生物腐蚀。
8)
高分子材料物理腐蚀过程是怎样进行的？高分子材料耐溶剂性能的优劣可由哪些
原则进行判断？
9) 什么叫高分子材料的应力腐蚀？它可以分为哪些类型？
10)
在设计金属设备结构时应注意什么才能避免或减少损失？
11)
有哪几种阴极保护形式？各有什么特点？阴极保护时，被保护设备处于什么状态，
为什么？
12) 阳极保护适用于什么样的金属－介质体系？
13) 若一体系在阳极极化过程中，极
化电流很低并几乎维持不变，对该体系可否用阳
极保护法进行保护？为么？
14)
玻璃钢衬里层的结构及作用是什么？
15) 缓蚀剂的类型有哪些？
16)
选材的原则是什么，应考虑的因素有哪些？
17)
设备保温的目的是什么？在哪些情况下需要保温？
5．教学方式（手段）及教学过程中应注意的问题：
1）方式（手段）：多媒体教学
2）注意：
第三章
水工艺设备理论基础（十学时）（第六周周二至第七周周五）
1．教学目的及基本要求：
1）了解容器的结构与分类以及容器设计的基本要求
2）掌握回转薄壳的薄膜应力的计算、内压薄壁容器的应力计算
3）熟悉压力容器的强度计算，平板的变曲应力，压力容器的二次应力，内压封头设
计
4）掌握机械传动的主要方式
5）掌握铸造、压力加工、焊接、金属切削加工等机械制造工艺
6）掌握热量传递与交换理论，包括热传导、对流换热、凝结换热、辐射换热
2．教学内容及学时分配：
1) 容器应力理论，包括容器概述，回转曲面与回转薄壳，回转
薄壳的薄膜应力，环向
薄膜应力，内压薄壁容器的应力，压力容器的强度计算，平板的变曲应力，压力容
器的
二次应力，内压封头设计等；（3学时）
2) 机械传动理论，包括机械传动概述，机械传动的主要方式；（2学时）
3)
机械制造工艺，包括铸造、压力加工、焊接、金属切削加工等；（2学时）
4) 热量传递与交换理论
，包括热传导、对流换热、凝结换热、辐射换热，传热过程，
传热过程的增强与削弱。（3学时）
3．教学内容的重点和难点：
1）重点：掌握与水工艺设备设计、制造有关的容器应力理论、
机械传动方式与特点以
及设备制造工艺方法与适用条件
2）难点：容器应力理论与热量交换理论
4．教学内容的深化和拓宽：
课后思考：
1. 何谓回转薄壳的薄膜应力？简述壳体平衡方程和微体平衡方程的推导过程。
2. 圆柱
壳、球壳、椭球壳和锥形壳的薄膜应力各有哪些特点？如何计算它们的薄膜应
力σω和环向应力σθ？
3.
如何确定圆筒壁的计算厚度δ、设计厚度δd、名义厚度δn、有效厚度δe和最小
厚度δmin？
4. 平板的弯曲应力是如何产生的？为什么应当尽量避免使用平板封头和矩形压力容
器？
5. 什么叫压力容器的二次应力？它对封头和筒体的设计有哪些影响？
6.
容器的封头分为哪几类？如何进行各类封头的强度计算？
7.
机械传动的方式主要有哪几种？在水工艺设备中最常用的有哪几种？
8.
渐开线标准齿轮有几部分组成？基本参数是什么？齿轮传动的主要失效形式有哪
几种？
9.
带传动和链传动各有哪些特点？带的截面形式对带的传动效率有什么影响？根据
结构的不同，传动链主要
有哪些形式？各自适用于什么条件？链传动的失效形式有哪
些？
10.
机械制造中的基本工艺方法有哪些？
11.
金属的压力加工主要包括哪些方式？简要说明各种加工方式的加工过程。
12.
简要说明各种焊接方法的特点和适用条件。
13.
金属切削加工主要有哪些方式？简述不同切削方式的作用特点和适用条件。
14.
试从微观角度阐述导热机理。
15. 什么是导热系数？它受哪些因素的影响？
16. 试述导热过程单值性条件的定义和内容。
17. 影响对流换热的因素有哪些？在水工艺设备中如何体现？
18.
什么是受迫紊流换热？试述受迫紊流换热的两种类型。
19.
什么是凝结换热？影响膜状凝结换热的因素有哪些？如何增强凝结换热？
20.
什么是辐射换热？热辐射的本质和特点是什么？增强吸收太阳能的措施有哪些？
21.
什么是传热过程？常见的传热过程有哪些？如何增强或削弱传热过程？
22.
用实例说明导热、对流换热和辐射换热现象。
5．教学方式（手段）及教学过程中应注意的问题：
1）方式（手段）：多媒体教学
2）注意：
第四章
水工艺设备的分类（一学时）（第七周五讲）
1．教学目的及基本要求：
1）全面了解水工艺设备的分类及基本特点；
2）本章为了解内容
2．教学内容及学时分配：
1） 设备分类：通用机械设备与专用设备
2）
容器设备：压力容器法兰、管法兰、支座、安全泄放装置、填料及其支承装置、布
气（汽）装置
3） 搅拌设备：搅拌设备的用途及分类、机械搅拌设备结构及其工作原理以及水处理工
艺中常
用的机械搅拌设备
4） 换热设备：换热设备的功能和分类、常用换热器的构造和特点、换热器的适用
条件
和选型以及换热器计算。
3．教学内容的重点和难点：
1）重点：介绍水工艺与工程中常用的结构较简单的容器、搅拌及换热设备
2）难点：无
4．教学内容的深化和拓宽：
无
5．教学方式（手段）及教学过程中应注意的问题：
1）方式（手段）：多媒体教学
2）注意：
第五章
容器（塔）设备（二学时）（第八周周二）
1．教学目的及基本要求：
1)
了解压力容器法兰的类型
2) 掌握容器法兰密封面的型式、密封垫片
3)
了解管法兰的类型及密封垫片
4) 了解容器支座的型式
5)
掌握安全泄放装置的原理与适用场所
6) 自学填料及其支承装置，布（气、汽）装置
2．教学内容及学时分配：
1)压力容器法兰密封面的型式、容器法兰的类型、法兰的密封垫
片，管法兰的类型及密
封垫片，卧式容器的支座、立式容器的支座，(1学时)
2)安全阀、爆破片的工作原理，填料及其支承装置，布（气、汽）装置。(1学时)
3．教学内容的重点和难点：
1）重点：水工艺与工程中常用的结构较简单的容器、搅拌及换
热设备，学生应结合这
些设备的工艺特点（专业课中内容），着重熟悉和掌握设备结构、组成、工作原理
以及
适用条件等
2）难点：如何对上述设备的选型、设计等提出选择材料、结构、传动与加工
方式、腐
蚀防护等方面的要求
4．教学内容的深化和拓宽：
课后思考：
1. 压力容器法兰及其密封面和密封垫片分别有哪些形式？如何正确选用压力容器法
兰及其密
封面和密封垫片？
2.
管法兰及其密封面和密封垫片各有哪些形式？如何选用管法兰及其密封面和密封
垫片？
3.
卧式容器和立式容器的制作分别有哪些形式？卧式容器为什么一般采用双支座？
4.
安全阀的作用是什么？各类安全阀分别有哪些特点？怎样选用安全阀？
5.
爆破片分为哪几类？常用的爆破片有哪些？
6.
水工艺填料设备对填料有哪些要求？常用的填料有哪几类？
7.
对布（气、汽）装置的基本要求有哪些？水工艺设备中常用的布水（气、汽）装置
有哪些形式？
5．教学方式（手段）及教学过程中应注意的问题：
1）方式（手段）：多媒体教学
2）注意：
第六章 搅拌设备 （二学时）（第八周周四）
1．教学目的及基本要求：
1) 了解搅拌设备的用途及分类
2)
掌握机械搅拌设备组成及其工作原理
3) 掌握机械搅拌器的型式与结构
4)
熟悉传动装置、搅拌轴、联轴器及轴承作用及结构特点
5) 自学常用搅拌设备简介
2．教学内容及学时分配：
1）搅拌设备的用途及分类，机械搅拌设备组成及其工作原理（1学时）
2）机械搅拌器的型
式与结构，传动装置、搅拌轴、联轴器及轴承，常用搅拌设备简介
（1学时）
3．教学内容的重点和难点：
1）重点：机械搅拌设备组成及其工作原理，机械搅拌器的型式与结构
2）难点：搅拌设备选型及工艺参数确定
4．教学内容的深化和拓宽：
课后思考：
1. 拌设备的功能是什么？在水处理工艺中，搅拌器主要作用是什么？简述其工作原
理。
2. 常用机械搅拌器有哪几种形式？它们之间的区别是什么？
3.
搅拌轴工作时受力状况如何？设计计算时需考虑哪些因素？
5．教学方式（手段）及教学过程中应注意的问题：
1）方式（手段）：多媒体教学
2）注意：
第七章 换热设备 （二学时）（第八周周五）
1．教学目的及基本要求：
1）了解换热设备的功能和分类
2）掌握常用换热器的构造和特点
3）掌握换热器性能评价方法
4）自学换热器的适用条件，换热器的选型，换热器计算。
2．教学内容及学时分配：
1）换热设备的功能和分类，常用换热器的构造和特点，包括容积
式换热器、半容积式
换热器、快速式换热器、半即热式换热器、混合式换热器等；（1学时）
2）换热器性能评价，换热器的适用条件，换热器的选型，换热器计算。（1学时）
3．教学内容的重点和难点：
1）重点：常用换热器的构造和特点，换热器性能评价方法
2）难点：换热器选型及工艺参数计算
4．教学内容的深化和拓宽：
课后思考：
1. 换热设备的分类方法有哪些？每种方法又将换热设备分为哪些常用类型？
2.
试述容积式换热设备的类型和特点。
3. 试述半容积式换热设备的构造和特点。
4.
常用的快速式换热设备有哪些？各自的特点是什么？
5. 如何选用换热设备？
5．教学方式（手段）及教学过程中应注意的问题：
1）方式（手段）：多媒体教学；
2）注意：
第八章 分离设备（二学时）（第九周周二）
1．教学目的及基本要求：
1）了解分离设备的用途及分类。
2）熟悉气浮分离设备的功能与种类
3）掌握几种常用气浮设备的工作原理
4）了解筛滤设备，砂滤设备
5）掌握膜分离设备的分离原理
6）掌握几种膜分离装置的结构
2．教学内容及学时分配：
1）分离设备的用途及分类，气浮分离设备的功能与种类，微孔布
气气浮设备，加压溶
气气浮设备，溶气真空气浮设备，电解气浮设备；（1学时）
2）筛滤设备，砂滤设备，膜分离设备，膜分离设备分类及分离原理，膜分离装置。（1
学时）
3．教学内容的重点和难点：
1）重点：常用气浮设备的工作原理，膜分离设备的分离原理，膜分离装置的结构。
2）难点：膜分离设备的分离原理，膜分离装置的结构
4．教学内容的深化和拓宽：
课后思考：
1. 分离设备的类型主要有哪些？各有什么功能？
2.
气浮分离设备有哪几种？它们的共同点是什么？
3.
格栅与滤网的作用是什么？谈谈它们之间有何区别？
4. 简述真空过滤机的组成与工作原理。
5. 离子交换膜与反渗透膜的区别是什么？它们各自的渗透机理是什么？
6.
常用的膜分离设备有哪些？它们是如何工作的？
5．教学方式（手段）及教学过程中应注意的问题：
1）方式（手段）：多媒体教学
2）注意：
第九章
污泥处置设备（二学时）（第九周周四）
1．教学目的及基本要求：
1）了解排泥设备的分类
2）掌握常用排泥设备的特点与适用范围
3）了解污泥浓缩与脱水设备的用途与类型
4）掌握常用污泥浓缩与脱水设备结构及工作原理
2．教学内容及学时分配：
1）排泥设备的分类，常用排泥设备的特点与适用范围；（1学时）
2）污泥浓缩与脱水设备
的用途与类型，几种常用污泥浓缩与脱水设备结构及工作原理。
（1学时）
3．教学内容的重点和难点：
1）重点：常用排泥设备的特点与适用范围，常用污泥浓缩与脱水设备结构及工作原理
2）难点：设备选型及参数设置
4．教学内容的深化和拓宽：
课后思考：
1．
行车式吸泥机是由哪几部分组成的?各组成部分的作用是什么？吸泥方式有哪几
种？它们之间有何差别？
2． 污泥在脱水之前为什么还需要进行浓缩？
3．
带式压滤机是如何工作的？有何特点？影响带式压滤机脱水效果的因素是什么？
4．
真空过滤机是如何工作的？有何特点？
5．教学方式（手段）及教学过程中应注意的问题：
1）方式（手段）：多媒体教学
2）注意：
第十章
投药设备（二学时）（第九周周五）
1．教学目的及基本要求：
1）认识各种常用计量和投加设备
2）掌握几种计量和投加设备的工作原理
3）课外查阅相关设备资料
2．教学内容及学时分配：
1）常用计量设备结构及工作原理；（1学时）
2）常用投加设备结构及工作原理；（1学时）
3．教学内容的重点和难点：
1）重点：计量和投加设备的工作原理
2）难点：计量和投加设备的工作原理
4．教学内容的深化和拓宽：
课后思考：
1.
试述常用计量设备的类型、原理、特点和适用范围。
2.
目前水工艺工程中最常用的投药计量设备有哪几种？
3. 简要说明电磁流量计、超声流量计、涡街流
量计、质量流量计、涡轮流量计的工作
原理，以及它们在水工艺与水工程中主要适用于哪些流体的计量，
适用条件有何差别。
4. 药剂投加主要有哪几种形式？它们各自的适用条件是什么？
5．教学方式（手段）及教学过程中应注意的问题：
1）方式（手段）：多媒体教学
2）注意：
荆轲，一个四处为家的刺客
，他的心犹如浮云，心如飘蓬，是没有根的，然而高渐离的筑声，却成了他愿意停留在燕国这片土地上的原由。
虽是初见，却如故人。也许所有的遇见，早已经是前世的注定，没有早晚，刚好在合适的时间遇见你
，就是最美的相识。
他曾经游历过多少地方，自己已经数不清，但是没有一处可以挽留他行走的脚
步，唯有今日高渐离的筑声，让他怎么也舍不得离开。
从此二人心性相投，在燕国集市上，载歌击
筑，把盏言欢，欢喜处。嬉笑开颜，忧伤处，潸然泪下，即便这些神经质的状态，被集市上的人哗然，可是对知己
而言，又如何呢？
人生难得一知己，悲欢喜悦与何人相干呢？我们各自欢喜就好。生为乱世，能够
遇到如此懂得自己的人，是一件多么难得的幸福事情啊！
然而，这快意的知己日子，总归逃不过那
个时代的残酷，千不该，万不该，荆轲不该是一位刺客，若不如此，又如何会被愚蠢的太子丹派去刺杀秦王，一去
不复返。
倘若荆轲不是刺客，也就更不可能身如飘蓬，居无定所，也许不可能遇见高渐离，所有一
切都是冥冥之中的注定吧！
“风萧萧兮，易水寒，壮士一去兮，不复还。”知己的离去，让高渐离
心如刀割，整日独自击筑高歌，在痛苦中浑噩度日，这样疏懒的生活，无人懂他，对他来说已经倦怠了，他厌倦了
这种孤独和苟且的
日子。
他本可以大隐于野，疏远于喧嚣处，可是他同样选择了一条不归
路。去咸阳宫为上宾演奏，最终被人认出，他并不害怕，倒是坦然自若。因为他心里清楚这里就是染过他知己——
荆轲的鲜血的宫殿，若能
在这里死去，也算是一种缘分。
然而事与愿违，秦王并没杀了他
，给他一个痛快，而是熏瞎了他的双目，让他生不如死。在一次次的心伤中，他在筑中灌满了铅，仿效荆轲，想与
秦王同归于尽，只是他心里非常清楚，他根本伤及不了秦
王毫发。
他之所以如此，以卵击
石，无非就是想痛快死去，是一种求死的方式罢了。千百年以后，后人深记那易水的水有多寒冷，那易水的风有多
刺骨。那句“风萧萧兮，易水寒，壮士一去兮，不复还”里融入了
多少痛苦和无奈？
几千年之后，易水的水，易水的风，易水的雪，一年复一年，而那个凄美的故事，也这样经久不衰的传颂着。
不由让我又想起伯牙绝弦的故事来，因为知己子期的离世，伯牙绝弦谢知音。
人世间
有一种高山流水的知己，叫伯牙和子期，也有一种侠义知己，叫荆轲与高渐离。古语曰：“士为知己者死。”这可
能是世间最高的知己情意了吧！
人生漫漫，朋友易得，知己难求。
知己情，是我们
需要用生命去珍惜和呵护的情意。然而这个时代，情意似乎越来越廉价，从深交到陌生。若你遇到知己情，别忘了
好好珍惜。