一、实验目的
1.培养学生的创新意识和创新能力。在已掌握水泵及水泵站基础知识和基本实验技能的基础上，用科学研究的方法，生动地获取知识、应用知识、发现问题、解决问题。
2.在教师指导下，通过查阅资料进行选题、开题和实施实验，最后以泵站建筑物动态模型、计算机模拟图纸和小论文的形式总结实验。
二、实验任务与要求
1.实验任务的确定步骤:首先教师指导学生查阅相关的资料，其次指导学生以小组为单位从备选题(或来源于科研项目)中选一个实验题目或自定题目，最后由教师根据实验室具备的条件、所需时间及实验经费等情况审阅并确认学生所选题目。
2.拟定实验提纲: 学生进一步查阅与所选的实验题目相关的资料，进行必要的调查，对所选题目的研究现状和意义进行分析论证，提出拟研究的主要问题、重点和难点，写出实验方案、步骤及主要的预期结果。在此基础上，拟定出实验提纲并交教师审阅、修改和完善。
实验提纲的主要内容包括：（1）实验题目；（2）实验目的和意义；（3）实验方法和步骤；（4）所需仪器设备、材料等用品；（5）实验时间及场地；（6）预期的主要成果及提交形式。
三、实验内容提要及参考书目
1.实验内容提要：泵站进出水建筑物水流动态演示及模拟实验是供学生针对某一具体的泵站进水或者出水建筑物开展水流动态演示及计算机仿真模拟的实验研究。主要内容包括：（1）设计、加工泵站进出水建筑物中的基本模块或部件；（2）利用加工好的基本模块，组装、变换或改造泵站进出水建筑物的型式、结构及尺寸，组建各种类型的泵站进出水建筑物型式；（3）实现泵站进水或出水建筑物局部或整体的水流动态演示功能；（4）对建筑物中水流进行计算机仿真模拟。通过对泵站进出水建筑物的初步组装、动态显示或计算机仿真模拟的验证分析等环节的锻炼，使学生在对泵站建筑物全面认识的同时，深刻理解泵站进出水建筑物设计和布置的关键，为以后工作参加相关设计打下坚实的专业基础。
2.参考书目：
（1）《抽水站》，田家山主编，上海交通大学出版社，1989年
（2）《水泵及水泵站》，刘竹溪，刘景植主编，中国水利水电出版社，2006年
（3）《水泵及水泵站》，刘超主编，中国科学文献出版社，2003年
（4）《机电排灌设计手册（第二版）》，皮积瑞解广润主编，水利水电出版社，1992年
（5）《模型试验的理论与方法》，左东启主编，水利电力出版社，1984年
（6）《流体工程仿真计算实例与应用》，韩占忠等编，北京理工大学出版社，2004年
（7）《计算流体动力学分析》，王福军编，清华大学出版社，2004年
四、实验报告的格式
1. 泵站建筑物水流动态演示
（1）研究的主要内容
（2）建筑物的模块设计及加工示意图
（3）模块组装设计加工示意图
（4）水流动态演示装置设计加工示意图
（5）水流动态演示成果
（6）泵站建筑物水流动态演示模型改进设计
（7）最终建筑物水流动态演示模型
（8）小结
2. 泵站建筑物水流计算机仿真模拟
（1）研究的主要内容
（2）计算软件的选取
（3）几何建模及网格划分
（4）数学模型的建立
（5）边界条件的确定
（6）数值模拟的方案
（7）多方案数值模拟结果的分析与比较
（8）最终建筑物方案计算机仿真模拟成果
（9）小结
五、实验评价方法及指标体系
泵站建筑物水流动态演示模型或计算机模拟水流流态图纸可以直观反映出学生设计的构筑物内产生的不良流态（比如漩涡、回流、脱流等），使学生在充满好奇的同时有兴趣探求产生不良流态的原因，同时通过采取修改措施（加设坎、加设墩或者修改布置方案等）来分析是否可以消除建筑物不良流态。改善流态的过程可以使学生充分发挥想象力来实现，通过多方案的比较，选择可行的方案重新设计泵站进出水建筑物，并在动态演示平台上或者计算机模拟中显示其改善流态的成果。
主要考核指标有：
（1）实验方案设计（40分）。其中①项目的创新性和实践性（10分）；②研究目标与研究内容是否明确（10分）；③研究方案、技术路线的合理性、可行性与可操作性（20分）。
（2）实验成果（60分）。其中①自主设计研究性实验内容及开展研究工作的情况（20分）；②最终成果的形式、水平及合理性（40分）。
六、实验实施的条件
1.实验场地:实验室提供100m2的实验装置组装场地。
2.主要设备：（1）循环水泵；（2）流量计；（3）水位测针；（4）雕刻机；（5）计算机；（6）计算软件；（7）热烘机；（8）开孔器；（9）阀门；（10）稳压电源。
3.实验耗材：（1）有机玻璃；（2）塑料板材；（3）塑料管；（4）示踪剂；（5）粘合剂。
七、备选题
1.泵站正向进水前池水流动态演示
2.泵站侧向进水前池水流动态演示
3.泵站圆形进水池水流动态演示
4.泵站进水流道水流动态演示
5.泵站出水流道水流动态演示
6.泵站正向进水前池水流仿真模拟
7.泵站侧向进水前池水流仿真模拟
8.泵站圆形进水池水流仿真模拟
9.泵站进水流道水流仿真模拟
10.泵站出水流道水流仿真模拟
八、思考题
1.泵站取水建筑物主要有哪些型式？各种型式的适用条件及优缺点怎样？
2.修建泵站前池及进水池的目的是什么？怎样保证池申有良好的进水流态？如果设计不合理导致流态恶化时，可以采取哪些措施加以改善或消除？
3.进水池中有哪儿种漩涡？它们是怎样形成的？对水泵性能有何影响？如何消除池中漩涡？
4.何谓水流临界扩散角？影响水流临界扩散角的主要因素有哪些？
5.什么叫进水管管口临界淹没深度？影响因素有哪些？
6.进水流道有哪几种型式？每种型式由哪几部分组成？适用条件如何？
7.试比较自由式、淹没式及虹吸式三种管口出流方式的优缺点。
8.从断流方式及开、停机，机组运行等方面比较虹吸式出流和直管式出流两种流道的优缺点。
9.出水管常见的断流方式有哪几种？试比较它们的优缺点？
10.虹吸式出水流道由哪几部分组成？各部分尺寸如何确定？
11.虹吸式出水流道驼峰断面的真空值与哪些因素有关？当设计得到的真空值大于允许值时，可采取什么措施进行改善？
12.简述虹吸式出水流道虹吸形成的过程。说明虹吸式出水流道水泵的起动及停机过程，并说明其原理。