中國石油大學(xué)：流體力學(xué)（電子教案）

1、.：.；運(yùn)用教材：工程流膂力學(xué) 參考資料：工程流膂力學(xué)學(xué)習(xí)指點(diǎn)書及配套習(xí)題集課程簡介本課程是研討流體的運(yùn)動和平衡規(guī)律以及流體和固體之間相互作用的一門科學(xué)，本課程的義務(wù)是系統(tǒng)引見流體的力學(xué)性質(zhì)、流膂力學(xué)的根本概念和觀念、根底實(shí)際和常用分析方法、有關(guān)的工程運(yùn)用知識等；培育學(xué)生具有對簡單流膂力學(xué)問題的分析和求解才干，掌握一定的實(shí)驗(yàn)技藝，為今后學(xué)習(xí)專業(yè)課程，從事相關(guān)的工程技術(shù)和科學(xué)研討任務(wù)打下堅(jiān)實(shí)根底。學(xué)習(xí)建議本課程要求學(xué)生具備較好的數(shù)學(xué)、物理和力學(xué)根底。需先修高等數(shù)學(xué)、大學(xué)物理學(xué)、實(shí)際力學(xué)等課程。學(xué)習(xí)過程中要偏重于流膂力學(xué)分析問題、處理問題的方法，同時(shí)還應(yīng)留意結(jié)合實(shí)驗(yàn)和工程實(shí)踐問題，仔細(xì)做好聽課、復(fù)

2、習(xí)、作業(yè)等環(huán)節(jié)內(nèi)容。全面培育處理實(shí)踐問題的才干。章 節(jié)主要內(nèi)容上交作業(yè)備 注緒論共1學(xué)時(shí)，課堂教學(xué)1學(xué)時(shí)中心知識點(diǎn)流膂力學(xué)的研討對象、義務(wù)和方法，流膂力學(xué)的開展簡況。教學(xué)根本要求【了解】1、流膂力學(xué)的開展簡況；2、流膂力學(xué)在石油工業(yè)中的位置和作用?！菊莆铡?、工程流膂力學(xué)的研討對象、義務(wù)和方法?！局攸c(diǎn)掌握】無實(shí)驗(yàn)無思索與練習(xí)無無第一章流體及其主要物理性質(zhì)共3學(xué)時(shí)，課堂教學(xué)3學(xué)時(shí)中心知識點(diǎn)流體的概念，流體的主要物理性質(zhì)，作用在流體上的力。教學(xué)根本要求【了解】流體的概念和特性；外表張力?！菊莆铡垦永m(xù)介質(zhì)假設(shè)；密度，重度，相對密度比重；膨脹性，緊縮性；外表力，質(zhì)量力?！局攸c(diǎn)掌握】粘性；牛頓內(nèi)摩擦定律

3、。實(shí)驗(yàn)【演示】1、流體粘滯性演示實(shí)驗(yàn)。思索與練習(xí)1、液體與氣體有哪些不同性質(zhì)？2、延續(xù)介質(zhì)假設(shè)的內(nèi)容、引入的目的意義。3、密度、重度、相對密度的定義及它們之間的關(guān)系。4、流體的緊縮性和膨脹性如何去度量？溫度和壓力對它們怎樣影響？5、流體的粘性？溫度對液體和氣體粘性的影響，緣由何在？6、作用在流體上的力，包括 和 ？在何種情況下有慣性力？何種情況下沒有摩擦力？7、牛頓內(nèi)摩擦定律的內(nèi)容、數(shù)學(xué)表達(dá)式、適用條件。8、理想流體與實(shí)踐流體的差別。P11第一章習(xí)題1-51-9第二章 流體靜力學(xué)共12學(xué)時(shí)，課堂教學(xué)10學(xué)時(shí)，實(shí)驗(yàn)2學(xué)時(shí)中心知識點(diǎn)證明流膂力學(xué)定理的方法微元分析法，流體平衡微分方程式，靜力學(xué)根本方

4、程式，等壓面方程測壓計(jì)，作用于平面和曲面上的力。教學(xué)根本要求【了解】勢函數(shù)；巴斯加定律；物體在液體中的潛浮原理。【掌握】流體靜壓力的概念及其兩個特性；流體平衡微分方程及其積分式；等壓面及其方程、性質(zhì)；幾種質(zhì)量力作用下的流體平衡相對平衡問題?！局攸c(diǎn)掌握】靜力學(xué)根本方程及其運(yùn)用液式測壓計(jì)；各種壓強(qiáng)的表示方法；平面總壓力的計(jì)算；曲面總壓力的計(jì)算。實(shí)驗(yàn)【必做】1、水靜壓強(qiáng)實(shí)驗(yàn)。【演示】平面靜水總壓力演示實(shí)驗(yàn)；液體相對平衡演示實(shí)驗(yàn)。思索與練習(xí)1、流體靜壓力有哪些特性？如何證明？2、試述流體平衡微分方程式的推導(dǎo)步驟，其物理意義和適用范圍是什么？3、等壓面定義、方程及性質(zhì)。4、等壓面及其特性如何？5、靜力學(xué)

5、根本方程式的兩個方式、幾何意義和物理意義，運(yùn)用條件；壓強(qiáng)分布圖的畫法。6、絕對壓力、表壓和真空度的意義及其間的相互關(guān)系如何？7、液式測壓計(jì)的水力學(xué)原理是什么？任務(wù)液的選擇和量程范圍及精度有什么關(guān)系？8、何謂相對靜止流體？分析的方法如何？單位質(zhì)量力的分析，自在液面、等壓面確實(shí)定。P38第二章習(xí)題2-12-102-14*2-152-162-192-212-222-25*選做第三章 流體運(yùn)動學(xué)與動力學(xué)根底共16學(xué)時(shí)，課堂教學(xué)14學(xué)時(shí)，實(shí)驗(yàn)2學(xué)時(shí)中心知識點(diǎn)根本概念，歐拉運(yùn)動微分方程，延續(xù)性方程質(zhì)量守恒，伯努利方程能量守恒，動量方程動量守恒，方程的運(yùn)用。教學(xué)根本要求【了解】拉格朗日法。【掌握】歐拉法及其

6、加速度表達(dá)式；流體運(yùn)動的概念；理想流體運(yùn)動微分方程歐拉方程；緩變流斷面及其特性；動能修正系數(shù)及其物理意義；節(jié)流式流量計(jì)根本原理及流量計(jì)算公式；駐壓強(qiáng)及測速管原理；流動吸力的根本原理；水頭線與水力坡降；泵的揚(yáng)程及功率?！局攸c(diǎn)掌握】延續(xù)性方程；實(shí)踐流體總流的伯諾利方程能量方程，泵對液流能量的添加；穩(wěn)定流動量方程的運(yùn)用。實(shí)驗(yàn)【必做】1、孔板流量計(jì)實(shí)驗(yàn)?！具x做】能量方程實(shí)驗(yàn)；動量定律實(shí)驗(yàn)?！狙菔尽?、煙風(fēng)流線演示實(shí)驗(yàn)。思索與練習(xí)1、拉格朗日法和歐拉法在分析流體運(yùn)動上有什么區(qū)別？為什么常用歐拉法？2、歐拉法中流體的加速度如何表示？3、何謂穩(wěn)定流動和不穩(wěn)定流動？試舉例闡明其區(qū)別。4、何謂流線？流線有什么特

7、點(diǎn)？流線與跡線有什么不同？方程？5、引入斷面平均流速有什么益處？它和實(shí)踐流速有什么關(guān)系？6、體積流量、質(zhì)量流量和分量流量之間的關(guān)系如何？公式及單位？7、延續(xù)性方程的物理意義如何？8、歐拉運(yùn)動微分方程式的物理意義如何？適用于什么情況？9、流束和總流的伯諾利方程式有何區(qū)別？其適用條件如何？各項(xiàng)的物理意義又如何？10、什么是緩變流斷面，其特征、水力特征？11、動能修正系數(shù)的物理意義？其值有何特點(diǎn)？12、常用的節(jié)流式流量計(jì)有哪些？其根本原理如何？流量計(jì)算公式？13、何謂駐壓強(qiáng)、總壓強(qiáng)？測速管的根本原理如何？14、水頭線的畫法？何謂水力坡降？15、何謂泵的揚(yáng)程？泵的功率？16、何謂液流的動量方程？它可以

8、處理哪些問題？P82第三章習(xí)題3-13-23-73-83-103-113-123-153-193-203-21第四章 流體阻力和水頭損失共16學(xué)時(shí)，課堂教學(xué)12學(xué)時(shí)，實(shí)驗(yàn)4學(xué)時(shí)中心知識點(diǎn)構(gòu)成阻力的緣由，阻力分類及兩種流態(tài)，實(shí)踐流體的運(yùn)動，實(shí)踐流體運(yùn)動微分方程式，因次分析方法、類似原理，水頭損失的計(jì)算方法。教學(xué)根本要求【了解】1、N-S方程及各項(xiàng)含義；2、紊流實(shí)際。【掌握】阻力產(chǎn)生的緣由及分類；層流和紊流及轉(zhuǎn)化規(guī)范雷諾數(shù)；因次齊次性原理及因次分析方法定理；類似原理，牛頓數(shù)及三個類似準(zhǔn)數(shù)；圓管層流分析結(jié)果；水力光滑管與水力粗糙管?！局攸c(diǎn)掌握】沿程摩阻系數(shù)的計(jì)算方法；部分水頭損失的計(jì)算公式；水頭損失

9、的計(jì)算方法；綜合水力計(jì)算問題。實(shí)驗(yàn)【必做】流動形狀實(shí)驗(yàn)；沿程水頭損失實(shí)驗(yàn)?！狙菔尽繉恿髁骶€演示實(shí)驗(yàn)；雷諾演示實(shí)驗(yàn)。思索與練習(xí)1、流動阻力產(chǎn)生的緣由及分類。2、濕周，水力半徑，當(dāng)量直徑？3、絕對粗糙度、平均粗糙度和相對粗糙度的概念？4、兩種流態(tài)各有何特點(diǎn)？如何判別流態(tài)？5、NS方程的物理意義是什么？6、何謂類似原理？動力學(xué)類似包括 、 和 。7、常用的類似準(zhǔn)數(shù)有哪些？公式和物理意義？8、圓管層流速度分布公式、沿程水頭損失的計(jì)算公式及其他相關(guān)公式。9、水力光滑和水力粗糙如何劃分？10、怎樣進(jìn)展阻力實(shí)驗(yàn)來確定沿程水力摩阻系數(shù)和部分阻力系數(shù)值？11、試總結(jié)計(jì)算水頭損失的方法和步驟。P141第四章習(xí)題4

10、-14-64-74-9*4-104-114-174-23*選做第五章 壓力管路的水力計(jì)算共10學(xué)時(shí)，課堂教學(xué)10學(xué)時(shí)中心知識點(diǎn)長管水力計(jì)算，短管水力計(jì)算，串并聯(lián)管路和分支管路，孔口和管嘴出流，水擊景象。教學(xué)根本要求【了解】管路特性曲線；第二類、第三類長管問題的水力計(jì)算；水擊過程分析；水擊壓力的計(jì)算?！菊莆铡康谝活愰L管問題的水力計(jì)算；串聯(lián)和并聯(lián)管路的水力計(jì)算；短管的水力計(jì)算；孔口和管嘴泄流計(jì)算；水擊景象及產(chǎn)生緣由。【重點(diǎn)掌握】1、壓力管路的水力計(jì)算。實(shí)驗(yàn)【演示】孔口管嘴演示實(shí)驗(yàn)；水擊演示實(shí)驗(yàn)。思索與練習(xí)1、何謂壓力管路？長管和短管如何劃分？2、何謂管路特征曲線？有何用途？3、長管的水力計(jì)算通常有哪幾類問題？計(jì)算方法和步驟各如何？4、串并聯(lián)管路及其水力特征 。5、何謂管路綜合阻力系數(shù)？何謂作用水頭？如何確定綜合阻力系數(shù)？6、孔口和管嘴各有何特點(diǎn)？有什么區(qū)別？流量系數(shù)、流速系數(shù)、收縮系數(shù)的 物理意義如何？它們之間成怎樣的關(guān)系？7、水擊景象產(chǎn)生的物理緣由是什么？P167第五章習(xí)題5-15-25-65-75-85-185-195-20第六章 非牛頓流體運(yùn)動根底共6學(xué)時(shí)，課堂教學(xué)6學(xué)時(shí)中心知識點(diǎn)非牛頓流體及其流變方程，非牛頓流體運(yùn)動的研討方法，塑性流體的流動規(guī)律，冪律流