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《流體力學與流體機械B》課程教學大綱課程英文名稱:FluidMechanicsandFluidMachinesB課程編號:133991640課程類別:專業(yè)課課程性質:必修課學分:3學時:48(其中:講課學時:48實驗學時:0上機學時:0)適用專業(yè):環(huán)境工程開課部門:環(huán)資學院一、課程教學目的和課程性質《流體力學與流體機械》是高等院校環(huán)境工程專業(yè)必修課程,是為培養(yǎng)和檢驗學生流體力學與流體機械的基本理論知識和應用能力而設置的一門重要的專業(yè)基礎課程?!读黧w力學與流體機械》作為環(huán)境專業(yè)的重要技術基礎課,學生學習這門課程要實現(xiàn)四個主要目的:具有較完整的理論基礎;具有對一般流動問題的分析和計算能力;具有觀察水流現(xiàn)象,分析實瞼數(shù)據(jù)和編寫報告的能力;能夠對泵和風機進行正確選型。該課程內容繁復,涉及后續(xù)專業(yè)課程,是廣大學生順利完成環(huán)境工程本科學業(yè)和今后繼續(xù)深造的重要基礎。二、本課程與相關課程的關系先修課程:高等數(shù)學、大學物理、工程力學后續(xù)課程:水污染控制工程、大氣污染控制工程三、課程的主要內容及基本要求第一章緒論(4學時)[知識點]流體力學的概念及流體力學的工程應用、作用于流體上的力'慣性、粘滯性、壓縮性'膨脹性'外表張力特性、流體的力學模型。[重點]作用在流體上的力、牛頓內摩擦定律、流體的力學模型。[難點]牛頓內摩擦定律。[基本要求]1、識記:外表力、質量力、密度、重度、壓縮性、膨脹性、粘性、粘滯力'動力粘度、運動粘度、外表張力'毛細管現(xiàn)象、連續(xù)介質;2、領會:作用于流體上的外表力和質量力、溫度對流體粘性的影響、流體的連續(xù)介質假說;3、簡單應用:求解重度、比重,用壓縮系數(shù)、膨脹系數(shù)求解流體體積、溫度等,粘滯系數(shù)的換算;4、綜合運用:牛頓內摩擦定律。第二章流體靜力學(8學時)[知識點]流體的靜壓強及其特性、流體靜壓強分布規(guī)律'壓強的計算基準、壓強的量度單位、液柱測壓計、、作用于平面的液體壓力'作用于曲面的液體壓力、液體平衡微分方程、液體的相對平衡。[重點]流體靜壓強分布規(guī)律、作用于平面的液體壓力、作用于曲面的液體壓力。[難點]流體靜壓強分布規(guī)律'作用于平面的液體壓力'作用于曲面的液體壓力、液體的相對平衡。[基本要求]1、識記:流體靜壓強、絕對壓強'相對壓強'真空度、相對平衡;2、領會:等壓面、等密面、流體靜壓強的特性、潛體和浮體;3、簡單應用:靜壓強分布規(guī)律、等壓面的特性、液柱測壓計、容器等角速度旋轉運動中的平衡'等加速直線運動中的液體平衡;4、綜合運用:靜水壓強基本方程'解析法和圖解法求作用于平面的液體壓力'作用于曲面的液體壓力。第三章一元流體動力學基礎(8學時)[知識點]描述流體運動的方法'恒定流動和非恒定流動'流線和跡線、一元流動模型、連續(xù)性方程、恒定元流能量方程、過流斷面的壓強分布'恒定總流能量方程、總水頭線和測壓管水頭線'恒定氣流能量方程'總壓線和全壓線、恒定流動量方程。[重點]連續(xù)性方程、恒定總流能量方程、恒定流動量方程。[難點]連續(xù)性方程、恒定總流能量方程、恒定流動量方程。[基本要求]1、識記:拉格朗日法'歐拉法'恒定流和非恒定流、流線和跡線,一元流、元流和總流'過流斷面、流量、均勻流和非均勻流、緩變流和急變流、壓力流、重力流和射流;2、領會:位置水頭、壓強水頭、流速水頭、總水頭、能量損失、勢壓、全壓、總壓、控制體;3、簡單應用:畢托管測速、文丘里流量計'恒定氣流能量方程式'總壓線和全壓線;4、綜合運用:連續(xù)性方程'能量方程、動量方程的應用、總水頭線和測壓管水頭線的繪制。第四章流動阻力和能量損失(6學時)[知識點]沿程損失和局部損失、層流、紊流、雷諾數(shù)、圓管中的層流運動、紊流運動的特征和紊流阻力、尼古拉茲實驗'工業(yè)管道紊流阻力系數(shù)的計算、非圓管的沿程損失'管道流動的局部損失'減小阻力的措施。[重點]流態(tài)的判別、沿程阻力系數(shù)的計算、局部阻力系數(shù)的計算。[難點]紊流運動的時均化、局部阻力系數(shù)的計算。[基本要求]1、識記:沿程阻力、沿程損失'沿程阻力系數(shù)、局部阻力、局部損失、局部阻力系數(shù)、層流'紊流、雷諾數(shù)、當量糙粒高度、水力半徑、濕周、當量直徑;2、領會:雷諾實驗'尼古拉茲實驗;3、簡單應用:流態(tài)判別'均勻流切應力關系式、圓管中的層流運動、時均法、莫迪圖、謝才公式;4、綜合運用:沿程水頭損失的計算、局部水頭損失的計算。第五章孔口管嘴管路流動(6學時)[知識點]孔口自由出流、孔口淹沒出流、管嘴出流、簡單管路、管路的串聯(lián)和并聯(lián)。[重點]孔口出流、管嘴出流、虹吸管的水力計算。[難點]孔口出流'管嘴出流、虹吸管的水力計算。[基本要求]1、識記:孔口、管嘴、長管、短管、虹吸管、管道阻抗;2、領會:作用水頭、簡單管道、復雜管道;3、簡單應用:串聯(lián)管道的水力計算、并聯(lián)管道的水力計算;4、綜合運用:孔口出流的水力計算、管嘴出流的水力計算、虹吸管的水力計算。第六章相似性原理和因次分析(4學時)[知識點]力學相似性原理、相似準數(shù)、模型律'因次分析法。[重點]模型律。[難點]模型律。[基本要求]1、識記:幾何相似'運動相似、動力相似、歐拉數(shù)、弗諾德數(shù)'雷諾數(shù)、馬赫數(shù)、量綱;2、領會:佛汝德準那么、雷諾準那么、歐拉準那么;3、簡單應用:力學相似性原理、因次分析法;4、綜合運用:模型律。第七章葉片式泵與風機的理論基礎(4學時)[知識點]工作原理與性能參數(shù)'離心式泵和風機的基本方程、葉型及其對性能的影響'理論的流量-壓頭曲線和流量-功率曲線、泵和風機的實際性能曲線'軸流式泵和風機'貫流式風機、相似律和比轉數(shù)、比轉數(shù)的實際應用。[重點]泵與風機的基本方程一一歐拉方程。[難點]歐拉方程、葉輪型式對性能的影響、泵和風機的實際性能曲線、相似律的應用。[基本要求]1、識記:揚程'全壓'靜壓、流量、功率和效率'工作角'安裝角'絕對速度'圓周速度、徑向速度'能頭'動能頭'靜能頭'流量系數(shù)、全壓系數(shù)'功率系數(shù)'無量綱性能曲線、比轉數(shù);2、領會:理論能頭的組成'機械損失和機械效率、容積損失和容積效率、水力損失和水力效率、相似律;3、簡單應用:通過能頭組成分析葉輪型式對能頭的影響、比轉數(shù)、相似律的應用;4、綜合運用:泵與風機的基本方程-歐拉方程。第八章葉片式泵與風機在管路上的工作分析及調節(jié)(2學時)[知識點]管路性能曲線及工作點、泵或風機的聯(lián)合工作'離心式泵或風機的工況調節(jié)、管道內的壓力分布。[重點]管路性能曲線。[難點]泵或風機的聯(lián)合運行、管道內的壓力分布。[基本要求]1、識記:管路性能曲線、工作點、工況調節(jié)、泵或風機的串聯(lián)、泵或風機的并聯(lián);2、領會:泵與風機的閥門調節(jié)、變速調節(jié);3、簡單應用:泵或風機的的聯(lián)合運行分析;4、綜合運用:分析管路性能曲線及泵或風機的工作點。第九章泵與風機的安裝方法與選擇(3學時)[知識點]離心泵和風機的構造特點、離心式泵的揚程、泵的氣蝕和安裝高度'通風機的安裝、風機通用性能曲線與選擇性能曲線圖、泵或風機的選擇。[重點]離心式泵的揚程計算'泵的氣蝕和安裝高度、泵或風機的選擇。[難點]離心式泵的揚程計算、泵的氣蝕和安裝高度、泵或風機的選擇。[基本要求]3識記:揚程、氣蝕、吸上真空高度、氣蝕余量;2、領會:風機通用性能曲線與選擇性能曲線圖;3、簡單應用:水泵的氣蝕與安裝高度確實定;4、綜合應用:離心式泵的揚程計算、泵或風機的選擇。第十章其他常用泵及壓氣機(1學時)[知識點]往復式泵'真空泵'深井泵、旋渦泵、活塞式壓縮機'回轉式壓縮機、離心式壓縮機。[重點]往復式泵工作原理。[難點]往復式泵、真空泵、深井泵、旋渦泵、活塞式壓縮機、回轉式壓縮機、離心式壓縮機的工作原理。[基本要求]1、識記:往復式泵、真空泵、深井泵、旋渦泵、活塞式壓縮機、回轉式壓縮機、離心式壓縮機。2、領會:各類泵、壓氣機的適宜工作場合。3、簡單應用:壓縮機排氣溫度及功率計算。4、綜合應用:各種常用泵和壓縮機的選擇。[學時分配]知識單元理論學時第一章緒論4第二章流體靜力學8第三章一元流體動力學基礎8第四早流動阻力和育潼損失6第五章孔口管嘴管路流動6第六早相似原理和因次分析4第七章葉片式泵與風機的理論基礎4第八章葉片式泵與風機在管路上的工作分析及調節(jié)2第九章泵與風機的安裝方法與選擇3第十章其他常用泵及壓氣機1復習2合計48、教學方法與手段1、堅持理論聯(lián)系實際的教學方法,理論教學要結合學生實例觀察分析、課堂討論等教學形式,努力降低學生接受知識的難度,不斷提高學生發(fā)現(xiàn)、分析和解決問題的能力。2、堅持傳統(tǒng)教學手段與現(xiàn)代教學手段相結合,教學內容安排要突出重點和難點,積極應用多媒體教學技術,盡可能把抽象的理論轉化為具體的圖像,使復雜的理論變得簡單、直觀,力求化難為易,努力提高學生的學習興趣。3、注重應用啟發(fā)式教學,引導學生積極思考問題,分析問題,拓展學生的思維。4、注重課后練習,大力培養(yǎng)學生動腦、動手、獨立解決問題的能力。五、考核要求、方式與成績評定考核要求:考試內容為教材中基本原理和基本概念及其應用。考核形式:閉卷考試。成績評定:期末考試成績占70%,課后作業(yè)占20%,課堂練習與小測驗占10%o六、選用教材、講義和主要參考書選用教材:《流體力學泵與風機(第5版)》,蔡增基編著,中國建筑工業(yè)出版社,2009年11月。主要參考書:.《流體力學與流體機械》,屠大燕,中國建筑工業(yè)出版社,1994年6月。.《流體力學與流體機械》,柯葵,同濟大學出版社

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