郑州大学 过程装备与控制工程专业 《密封技术》 课程教学大纲 大纲制订人：田禾青 大纲审定人：靳遵龙 修订日期：2020/7/1
郑州大学 过程装备与控制工程专业 《密封技术》 课程教学大纲 大纲制订人：田禾青 大纲审定人：靳遵龙 修订日期：2020/7/1
《密封技术》课程教学大纲 课程编号：014141 课程名称（中/英文）：密封技术/SealingTechnology 课程类型：专业拓展课 总学时：32 讲课学时：32 实验学时：0 学分：2 适用对象：过程装备与控制工程、热能动力工程、安全工程以及化工工艺、制药类各专 业本科生 先修课程：高等数学、工程制图、材料力学、理论理学、流体力学 后续课程：本专业相关课程 开课单位：机械与动力工程学院 一、课程性质和教学目标 密封技术是一门涉及固体及流体力学、传热学、化学、材料学、摩擦学等多门学科的 交叉学科，从工程角度，它又涉及材料、设计、制造、检验、运行和管理等多个工程技术门 类。在石油、化工、医药、食品、治金、能源等工业部门的过程装备中，密封技术往往是决 定性关键技术之一。由于工艺过程复杂机械设备运行条件苛刻，生产系统或单元装置的安全 性、可靠性和经济性，很大程度上取决于密封的有效性。各种泄漏诱发的事故，直接关系到 生态环境和人身安全及健康。因此密封技术作为一门新学科，己应用到各个领域，越来越为 人们所重视。 本课程的教学目标是，通过本课程的学习： (1)使学生能够运用数学、自然科学的基本概念和知识对流体在密封间隙中流体流动 过程的基本问题进行准确描述。 (2)使学生掌握密封技术的基础知识，具备密封设计和密封选型的初步能力，使其具 备从事过程装备设计制造工作相关的工程基础和专业知识。 (3)使学生掌握工程基础知识和本专业的基本理论知识，具有系统的工程实践学习经 历。 本课程对应的毕业要求指标点及权重： 课程 权重 指标点 考核成绩 分配 备注 对应丁程 密封技术 13具有从事过程装备设计制造工作的相关 100% 有专业 工程基础和专业知识 认证标准 2015版 二、教学基本要求
《密封技术》课程教学大纲 课程编号：014141 课程名称（中/英文）：密封技术/ Sealing Technology 课程类型：专业拓展课 总 学 时：32 讲课学时：32 实验学时：0 学 分：2 适用对象：过程装备与控制工程、热能动力工程、安全工程以及化工工艺、制药类各专 业本科生 先修课程：高等数学、工程制图、材料力学、理论理学、流体力学 后续课程：本专业相关课程 开课单位：机械与动力工程学院 一、课程性质和教学目标 密封技术是一门涉及固体及流体力学﹑传热学﹑化学﹑材料学﹑摩擦学等多门学科的 交叉学科，从工程角度，它又涉及材料﹑设计﹑制造﹑检验﹑运行和管理等多个工程技术门 类。在石油﹑化工﹑医药﹑食品﹑冶金﹑能源等工业部门的过程装备中，密封技术往往是决 定性关键技术之一。由于工艺过程复杂机械设备运行条件苛刻，生产系统或单元装置的安全 性﹑可靠性和经济性，很大程度上取决于密封的有效性。各种泄漏诱发的事故，直接关系到 生态环境和人身安全及健康。因此密封技术作为一门新学科，已应用到各个领域，越来越为 人们所重视。 本课程的教学目标是，通过本课程的学习： （1）使学生能够运用数学、自然科学的基本概念和知识对流体在密封间隙中流体流动 过程的基本问题进行准确描述。 （2）使学生掌握密封技术的基础知识，具备密封设计和密封选型的初步能力，使其具 备从事过程装备设计制造工作相关的工程基础和专业知识。 （3）使学生掌握工程基础知识和本专业的基本理论知识，具有系统的工程实践学习经 历。 本课程对应的毕业要求指标点及权重： 课程 权重 指标点 考核成绩 分配 备注 密封技术 1-3 具有从事过程装备设计制造工作的相关 工程基础和专业知识 100% 对应工程 教育专业 认证标准 2015 版 二、教学基本要求
通过本课程的学习： 1.使学生掌握流体在密封间隙中的流动规律。 2.使学生掌握过程装备和管道的垫片密封的密封机理、密封形式和选用原则，掌握高 压和超高压设各和管道的垫片密封的结构：了解垫片密封的设计计算： 3.使学生掌握软填料密封的密封机理和填料的选用原则：掌握往复轴瓷封的密封机构 和密封机理： 4.使学生掌握机械密封的结构、密封原理和选用原则，会分析机械密封的密封比压： 了解典型机城密封的摩擦副材料及其材料性能： 5.使学生掌握间隙密封、迷宫密封、气膜密封、液膜密封、离心密封和螺旋密封的结 构和密封原理。 三、课堂教学内容及要求 第一章概论 介绍密封方式与分类，淮漏、摩擦、磨损和密封的定义等。 要求： (1)了解密封、密封度、泄漏、逸出、磨损的基本概念： (2)掌握液体溢漏的条件和等级： (3)熟悉密封方式和分类： (3)掌握摩擦、磨损与润滑的关系 第二章流体在密封间隙中的流动 介绍流体流动的分类，在此基础上，介绍分子流、不可压缩流体的层流和可压缩流体的 薄膜流动的概念。 要求： (1)掌握克努森数的物理含义，了解黏性流动、自由分子流的概念，了解分子流的泄 漏量的计算： (2)熟悉不可压缩流体层流的雷诺方程的推导，掌握圆管、圆环隙中流体泄漏量的计 算，了解可压缩流体的薄膜流动。 第三章过程设备和管道的静密封 介绍垫片的结构、分类、密封机理、力学性能及密封设计，在此基础上，介绍高压设备 和管道的密封结构和设计计算。 要求： (1)掌握垫片密封的定义和泄漏方式，熟悉垫片密封的机理： (2)熟悉中低压设备和管道的法兰垫片密封设计的形式、标准和选用原则：
通过本课程的学习： 1．使学生掌握流体在密封间隙中的流动规律。 2．使学生掌握过程装备和管道的垫片密封的密封机理、密封形式和选用原则，掌握高 压和超高压设备和管道的垫片密封的结构；了解垫片密封的设计计算； 3．使学生掌握软填料密封的密封机理和填料的选用原则；掌握往复轴密封的密封机构 和密封机理； 4．使学生掌握机械密封的结构、密封原理和选用原则，会分析机械密封的密封比压； 了解典型机械密封的摩擦副材料及其材料性能； 5．使学生掌握间隙密封、迷宫密封、气膜密封、液膜密封、离心密封和螺旋密封的结 构和密封原理。 三、课堂教学内容及要求 第一章 概论 介绍密封方式与分类，泄漏、摩擦、磨损和密封的定义等。 要求： （1）了解密封、密封度、泄漏、逸出、磨损的基本概念； （2）掌握液体泄漏的条件和等级； （3）熟悉密封方式和分类； （3）掌握摩擦、磨损与润滑的关系。 第二章 流体在密封间隙中的流动 介绍流体流动的分类，在此基础上，介绍分子流、不可压缩流体的层流和可压缩流体的 薄膜流动的概念。 要求： （1）掌握克努森数的物理含义，了解黏性流动、自由分子流的概念，了解分子流的泄 漏量的计算； （2）熟悉不可压缩流体层流的雷诺方程的推导，掌握圆管、圆环隙中流体泄漏量的计 算，了解可压缩流体的薄膜流动。 第三章 过程设备和管道的静密封 介绍垫片的结构、分类、密封机理、力学性能及密封设计，在此基础上，介绍高压设备 和管道的密封结构和设计计算。 要求： （1）掌握垫片密封的定义和泄漏方式，熟悉垫片密封的机理； （2）熟悉中低压设备和管道的法兰垫片密封设计的形式、标准和选用原则；
(3)熟悉垫片的结构、类型、材料和标准，了解垫片的重要力学性能：掌握垫片应力 的计算方法和密封垫片的选择选用原则： (4)了解垫片密封螺栓载荷和螺栓转矩的计算方法： (5)了解高压设备和管道的垫片密封的特点、分类和选用原则，熟悉平垫密封、卡扎 里密封、伍德密封、O型、C型环密封的结构：掌握典型高压容器密封结构高压平垫密封、 双锥环密封的设计计算。 (6)了解超高压容器的密封结构。 第四章过程机械的动密封 介绍接触式密封、非接触式密封和全封闭密封的定义、分类、结构、材料和应用。 要求： ①熟悉软填料密封的结构，了解填料的分类和材料，掌握填料密封的机理和密封应力的 计算：掌握软填料密封的结构设计和填料的选用和安装： ②掌握弹性体密封的基本原理，重点掌握活塞环密封和活塞杆密封的形式和基本原理。 ③掌握机械密封的特点、结构和泄漏点，掌握机械封的各种力学分析： ④掌握机械密封的分类和设计原则，了解机械密封的设计程序，学会分析不同种类机械 密封的端面比压计算： ⑤了解机械密封摩擦副的常用材料及其物理学、摩擦学、耐腐蚀等性能：了解机械密封 循环保护系统的工作原理： ⑥掌握机械密封的选择和使用原则，了解机械密封失效的具体表现形式： ⑦掌握间隙密封、迷宫密封、气膜密封、液膜密封、离心密封、螺旋密封的结构和密封 机理。 四、课堂教学学时分配及对应教学目标 序号 教学内容 学时教学方式 对应教学目标 概论 2 2 流体在密封间隙中的流动 4讲授 1,3 过程设备和管道的静密封 12#授 2.3 4 过程机械的动密封 14讲授 2,3 五、课程教学思想、教学方法、教学手段 密封技术是动力工程及工程热物理学科涵盖的各本科专业的专业拓展课程，在工业生产 中占有非常重要的地位。 教学思想：本课程系统性和工程性强，课程教学应从实际工程问题出发，通过对实际工 程问题的分析，首先建立工业密封整体的概念，之后分别从密封机理、结构、材料、制造 检验、运行管理、失效及材料，进一步系统性展开。 教学方法：问题引导一一教学中应从工程角度出发，引出密封的概念和流体流动基本理 论：重点精讲一一从基本概念出发，精讲流体间隙流动规律，使学生掌握学科基础理论知识
（3）熟悉垫片的结构、类型、材料和标准，了解垫片的重要力学性能；掌握垫片应力 的计算方法和密封垫片的选择选用原则； （4）了解垫片密封螺栓载荷和螺栓转矩的计算方法； （5）了解高压设备和管道的垫片密封的特点、分类和选用原则，熟悉平垫密封、卡扎 里密封、伍德密封、O 型、C 型环密封的结构；掌握典型高压容器密封结构高压平垫密封、 双锥环密封的设计计算。 （6）了解超高压容器的密封结构。 第四章 过程机械的动密封 介绍接触式密封、非接触式密封和全封闭密封的定义、分类、结构、材料和应用。 要求： ①熟悉软填料密封的结构，了解填料的分类和材料，掌握填料密封的机理和密封应力的 计算；掌握软填料密封的结构设计和填料的选用和安装； ②掌握弹性体密封的基本原理，重点掌握活塞环密封和活塞杆密封的形式和基本原理。 ③掌握机械密封的特点、结构和泄漏点，掌握机械密封的各种力学分析； ④掌握机械密封的分类和设计原则，了解机械密封的设计程序，学会分析不同种类机械 密封的端面比压计算； ⑤了解机械密封摩擦副的常用材料及其物理学、摩擦学、耐腐蚀等性能；了解机械密封 循环保护系统的工作原理； ⑥掌握机械密封的选择和使用原则，了解机械密封失效的具体表现形式； ⑦掌握间隙密封、迷宫密封、气膜密封、液膜密封、离心密封、螺旋密封的结构和密封 机理。 四、课堂教学学时分配及对应教学目标 序号 教学内容 学时 教学方式 对应教学目标 1 概论 2 讲授 2 2 流体在密封间隙中的流动 4 讲授 1,3 3 过程设备和管道的静密封 12 讲授 2，3 4 过程机械的动密封 14 讲授 2，3 五、课程教学思想、教学方法、教学手段 密封技术是动力工程及工程热物理学科涵盖的各本科专业的专业拓展课程，在工业生产 中占有非常重要的地位。 教学思想：本课程系统性和工程性强，课程教学应从实际工程问题出发，通过对实际工 程问题的分析，首先建立工业密封整体的概念，之后分别从密封机理、结构、材料、制造、 检验、运行管理、失效及材料，进一步系统性展开。 教学方法：问题引导——教学中应从工程角度出发，引出密封的概念和流体流动基本理 论；重点精讲——从基本概念出发，精讲流体间隙流动规律，使学生掌握学科基础理论知识
及分析问题能力：重点讲解、动静密封原理、结构形式、选用原则及注意事项，并将涉及到 的力学、材料及环境交互作用知识逐一展开，使学生具备从事过程工业生产的基础专业知识 和分析间题的能力。强调方法一一根据本课程研究方法统一的特点，强调方法论的教学。 教学手段：由于课时少，内容多，要尽可能利用多媒体教学手段，以生动、直观的课件 进行教学：同时采用案例（生活案例、工程案例）教学手段，阐明三种传递理论的具体应用， 以提高课堂教学效果。 六、考核及成绩评定方式 考察，最终成绩由平时成绩+考试成绩，其中平时成绩占30%-70%，考试成绩占70%30%。 七、教材和参考书目 教材：《过程装备密封技术》，蔡仁良等编著，化学工业出版社，2006年5月。 参考书： 《流体动密封》，陈匡明等编著，成都科技大学出版社，1991年11月 《流体密封技术：原理与应用》，海因茨K米勒等编著，机械工业出版社，2002年7月。 《过程装备密封技术》，郝木明编著，中国石化出版社，2010年4月。 大纲制订人：刘华东、田禾青 大纲审定人：魏新利 制订日期：2020.07
及分析问题能力；重点讲解、动静密封原理、结构形式、选用原则及注意事项，并将涉及到 的力学、材料及环境交互作用知识逐一展开，使学生具备从事过程工业生产的基础专业知识 和分析问题的能力。强调方法——根据本课程研究方法统一的特点，强调方法论的教学。 教学手段：由于课时少，内容多，要尽可能利用多媒体教学手段，以生动、直观的课件 进行教学；同时采用案例（生活案例、工程案例）教学手段，阐明三种传递理论的具体应用， 以提高课堂教学效果。 六、考核及成绩评定方式 考察，最终成绩由平时成绩+考试成绩，其中平时成绩占30%-70%，考试成绩占70%~30%。 七、教材和参考书目 教 材：《过程装备密封技术》，蔡仁良等编著，化学工业出版社，2006 年 5 月。 参考书： 《流体动密封》，陈匡明等编著，成都科技大学出版社，1991 年 11 月。 《流体密封技术:原理与应用》，海因茨.K.米勒等编著，机械工业出版社，2002 年 7 月。 《过程装备密封技术》，郝木明编著，中国石化出版社，2010 年 4 月。 大纲制订人：刘华东、田禾青 大纲审定人：魏新利 制订日期：2020.07