《流體力學(xué)與流體機械B》課程教學(xué)大綱

1、流體力學(xué)與流體機械B課程教學(xué)大綱課程英文名稱：Fluid Mechanics and Fluid Machines B 課程編號： 133991640課程類別：專業(yè)課課程性質(zhì)：必修課學(xué) 分：3 學(xué) 時：48（其中：講課學(xué)時：48 實驗學(xué)時：0 上機學(xué)時：0 ）適用專業(yè)：環(huán)境工程開課部門： 環(huán)資學(xué)院一、課程教學(xué)目的和課程性質(zhì)流體力學(xué)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(xué)生流體力學(xué)與流體機械的基本理論知識和應(yīng)用能力而設(shè)置的一門重要的專業(yè)基礎(chǔ)課程。流體力學(xué)與流體機械作為環(huán)境專業(yè)的重要技術(shù)基礎(chǔ)課，學(xué)生學(xué)習(xí)這門課程要實現(xiàn)四個主要目的：具有較完整的理論基礎(chǔ)；具有對一般流動問題的分析和計

2、算能力；具有觀察水流現(xiàn)象，分析實驗數(shù)據(jù)和編寫報告的能力；能夠?qū)Ρ煤惋L(fēng)機進行正確選型。該課程內(nèi)容繁復(fù)，涉及后續(xù)專業(yè)課程，是廣大學(xué)生順利完成環(huán)境工程本科學(xué)業(yè)和今后繼續(xù)深造的重要基礎(chǔ)。二、本課程與相關(guān)課程的關(guān)系先修課程：高等數(shù)學(xué)、大學(xué)物理、工程力學(xué) 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(nèi)容及基本要求第一章 緒 論（4學(xué)時）知 識 點流體力學(xué)的概念及流體力學(xué)的工程應(yīng)用、作用于流體上的力、慣性、粘滯性、壓縮性、膨脹性、表面張力特性、流體的力學(xué)模型。重 點作用在流體上的力、牛頓內(nèi)摩擦定律、流體的力學(xué)模型。難 點牛頓內(nèi)摩擦定律?；疽?、識 記：表面力、質(zhì)量力、密度、重度、壓縮性、膨脹

3、性、粘性、粘滯力、動力粘度、運動粘度、表面張力、毛細管現(xiàn)象、連續(xù)介質(zhì)；2、領(lǐng) 會：作用于流體上的表面力和質(zhì)量力、溫度對流體粘性的影響、流體的連續(xù)介質(zhì)假說；3、簡單應(yīng)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(nèi)摩擦定律。第二章 流體靜力學(xué)（8學(xué)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

4、面的液體壓力、液體的相對平衡?；疽?、識 記：流體靜壓強、絕對壓強、相對壓強、真空度、相對平衡；2、領(lǐng) 會：等壓面、等密面、流體靜壓強的特性、潛體和浮體；3、簡單應(yīng)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(zhuǎn)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(xué)基礎(chǔ)（8學(xué)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

5、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?；疽?、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(lǐng) 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(yīng)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(yīng)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(xué)時） 知 識 點沿程損失和局部損失、層

6、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(dāng)量糙粒高度、水力半徑、濕周、當(dāng)量直徑；2、領(lǐng) 會：雷諾實驗、尼古拉茲實驗；3、簡單應(yīng)用：流態(tài)判別、均勻流切應(yīng)力關(guān)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

7、嘴管路流動（6學(xué)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(lǐng) 會：作用水頭、簡單管道、復(fù)雜管道；3、簡單應(yīng)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(xué)時）知 識 點力學(xué)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?；疽?、識 記：幾何相似、運動相似、動力相似、歐拉數(shù)、弗諾德

8、數(shù)、雷諾數(shù)、馬赫數(shù)、量綱；2、領(lǐng) 會：佛汝德準則、雷諾準則、歐拉準則；3、簡單應(yīng)用：力學(xué)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(fēng)機的理論基礎(chǔ)（4學(xué)時）知 識 點工作原理與性能參數(shù)、離心式泵和風(fēng)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(fēng)機的實際性能曲線、軸流式泵和風(fēng)機、貫流式風(fēng)機、相似律和比轉(zhuǎn)數(shù)、比轉(zhuǎn)數(shù)的實際應(yīng)用。重 點泵與風(fēng)機的基本方程歐拉方程。難 點歐拉方程、葉輪型式對性能的影響、泵和風(fēng)機的實際性能曲線、相似律的應(yīng)用?；疽?、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

9、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(zhuǎn)數(shù)；2、領(lǐng) 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(yīng)用：通過能頭組成分析葉輪型式對能頭的影響、比轉(zhuǎn)數(shù)、相似律的應(yīng)用；4、綜合運用：泵與風(fēng)機的基本方程-歐拉方程。第八章 葉片式泵與風(fēng)機在管路上的工作分析及調(diào)節(jié)（2學(xué)時） 知 識 點管路性能曲線及工作點、泵或風(fēng)機的聯(lián)合工作、離心式泵或風(fēng)機的工況調(diào)節(jié)、管道內(nèi)的壓力分布。重 點管路性能曲線。難 點泵或風(fēng)機的聯(lián)合運行、管道內(nèi)的壓力分布?；疽?、識 記：管路性能曲線、工作點、工況調(diào)節(jié)、泵或風(fēng)機的串聯(lián)、泵或風(fēng)機的并聯(lián)；2、領(lǐng) 會：泵與風(fēng)

10、機的閥門調(diào)節(jié)、變速調(diào)節(jié)；3、簡單應(yīng)用：泵或風(fēng)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(fēng)機的工作點。第九章 泵與風(fēng)機的安裝方法與選擇（3學(xué)時）知 識 點離心泵和風(fēng)機的構(gòu)造特點、離心式泵的揚程、泵的氣蝕和安裝高度、通風(fēng)機的安裝、風(fēng)機通用性能曲線與選擇性能曲線圖、泵或風(fēng)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(fēng)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(fēng)機的選擇?；疽?、識 記：揚程、氣蝕、吸上真空高度、氣蝕余量；2、領(lǐng) 會：風(fēng)機通用性能曲線與選擇性能曲線圖；3、簡單應(yīng)用：水泵的氣蝕與安裝高度的確定；4、綜合應(yīng)用：離心式泵的揚程計算、泵或風(fēng)機

11、的選擇。第十章 其他常用泵及壓氣機（1學(xué)時）知 識 點往復(fù)式泵、真空泵、深井泵、旋渦泵、活塞式壓縮機、回轉(zhuǎn)式壓縮機、離心式壓縮機。重 點往復(fù)式泵工作原理。難 點往復(fù)式泵、真空泵、深井泵、旋渦泵、活塞式壓縮機、回轉(zhuǎn)式壓縮機、離心式壓縮機的工作原理?；疽?、識 記：往復(fù)式泵、真空泵、深井泵、旋渦泵、活塞式壓縮機、回轉(zhuǎn)式壓縮機、離心式壓縮機。2、領(lǐng) 會：各類泵、壓氣機的適宜工作場合。3、簡單應(yīng)用：壓縮機排氣溫度及功率計算。4、綜合應(yīng)用：各種常用泵和壓縮機的選擇。學(xué)時分配知識單元理論學(xué)時第一章 緒論4第二章 流體靜力學(xué)8第三章 一元流體動力學(xué)基礎(chǔ)8第四章 流動阻力和能量損失6第五章 孔口管嘴管路流

12、動6第六章 相似原理和因次分析4第七章 葉片式泵與風(fēng)機的理論基礎(chǔ)4第八章 葉片式泵與風(fēng)機在管路上的工作分析及調(diào)節(jié)2第九章 泵與風(fēng)機的安裝方法與選擇3第十章 其他常用泵及壓氣機1復(fù)習(xí)2合計48四、教學(xué)方法與手段1、堅持理論聯(lián)系實際的教學(xué)方法，理論教學(xué)要結(jié)合學(xué)生實例觀察分析、課堂討論等教學(xué)形式，努力降低學(xué)生接受知識的難度，不斷提高學(xué)生發(fā)現(xiàn)、分析和解決問題的能力。2、堅持傳統(tǒng)教學(xué)手段與現(xiàn)代教學(xué)手段相結(jié)合，教學(xué)內(nèi)容安排要突出重點和難點，積極應(yīng)用多媒體教學(xué)技術(shù)，盡可能把抽象的理論轉(zhuǎn)化為具體的圖像，使復(fù)雜的理論變得簡單、直觀，力求化難為易，努力提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。3、注重應(yīng)用啟發(fā)式教學(xué)，引導(dǎo)學(xué)生積極思考問題、分析問題，拓展學(xué)生的思維。4、注重課后練習(xí)，大力培養(yǎng)學(xué)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(nèi)容為教材中基本原理和基本概念及其應(yīng)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(xí)與小測驗占10%。六、選用教材、講義和主要參考書 選用教材：流體力學(xué)泵與風(fēng)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：1.流體力學(xué)與流體機械，屠大燕，中國建筑工業(yè)出版社,1994年6月。2.流體力學(xué)與流體機械，柯葵，同濟大學(xué)出版社，20