《流體力學(xué)》課程教學(xué)大綱

課程代碼：ABCL0603

課程中文名稱：流體力學(xué)

課程英文名稱：FluidMechanics

課程性質(zhì)：專業(yè)基礎(chǔ)必修課

課程學(xué)分?jǐn)?shù)：2.5學(xué)分

課程學(xué)時數(shù)：40

授課對象：能源與動力工程專業(yè)

本課程的前導(dǎo)課程：高等數(shù)學(xué)；大學(xué)物理；工程力學(xué)；電工學(xué)、電子技術(shù)

一、課程簡介

《流體力學(xué)》是能源與動力工程專業(yè)的主要專業(yè)基礎(chǔ)課之一，是一門基礎(chǔ)性很強應(yīng)用性

很廣的課程，它在熱能工程、機械工程和環(huán)境工程等眾多專業(yè)領(lǐng)域中有著廣泛的應(yīng)用。本課

程內(nèi)容包括兩大部分：上半部分主要包括流體的基本物理屬性、流體靜止和運動的力學(xué)與運

動特性、相關(guān)理論及其在工程中的應(yīng)用，?下半部分主要包括離心式泵與風(fēng)機的結(jié)構(gòu)及工作原

理、工作性能特點和工況的調(diào)節(jié)及選擇。

學(xué)生通過該課程的學(xué)習(xí)后，可獲得有關(guān)流體在管道及熱工設(shè)備中流動的最必要的基本理

論和基本知識，掌握流體平衡、運動的規(guī)律及引導(dǎo)流體流動的方法與設(shè)備，對后續(xù)專業(yè)課學(xué)

習(xí)和為培養(yǎng)從事本專業(yè)的科研技術(shù)工作人才有著重要的作用。

二、教學(xué)基本內(nèi)容和要求

第1章緒論

課程教學(xué)內(nèi)容：

1、流體的主要力學(xué)性質(zhì)；

2、作用在流體上的力；

3、流體的力學(xué)模型。

課程的重點、難點：

1、表征流體物理屬性參數(shù)的種類及其意義；

2、可壓縮流體和不可壓縮流體及它們之間的區(qū)別；

3、流體力學(xué)模型的意義。

課程教學(xué)要求：

1、了解本課程的研究對象和內(nèi)容；

2、掌握有關(guān)流體物理屬性的基本概念，如容重、粘度、膨脹和壓縮系數(shù)等；掌握可壓

縮流體和不可壓縮流體定義和它們的區(qū)別；

3、熟悉流體力學(xué)模型的內(nèi)容和意義。

第2章流體靜力學(xué)

課程教學(xué)內(nèi)容：

1、流體岸壓強及其特性；

2、流體壓強的計算基準(zhǔn)、量度單位和液柱測壓計。

3、作用于平面和曲面的液體壓力

課程的重點、難點：

1、流體靜壓強的分布規(guī)律；

2、等壓面的條件；

3、絕對壓強、表壓和真空度之間的區(qū)別與聯(lián)系。

課程教學(xué)要求：

1、熟悉平均壓強和點壓強的概念及它們的區(qū)別；

2、掌握靜壓強分布規(guī)律的物理表達式意義及工程中有關(guān)靜壓強的計算；

3、掌握絕對壓強、表壓和真空度之間的區(qū)別與聯(lián)系。

第3章一元流體動力學(xué)基礎(chǔ)

課程教學(xué)內(nèi)容：

1、研究流體動力學(xué)的兩大方法：歐拉法和拉格朗日法；

2、采用歐拉法研究流體動力學(xué)的重要概念：流線、元流、總流、（非）恒定流動、流量、

過流斷面和平均流速等；

3、描述流體動力學(xué)三大方程的推導(dǎo)及意義；

4、比托管、文丘里流量計的工作原理及應(yīng)用；

5、總水頭線和測壓管水頭線；

6、運用三大方程對工程中流體流動參數(shù)的計算。

課程的重點、難點：

1、采用歐拉法研究流體動力學(xué)的重要概念之間的區(qū)別與聯(lián)系；

2、元流和總流伯努利方程的區(qū)別與聯(lián)系；

3、伯努利方程各項的物理意義；

4、水頭線與壓頭線繪制；

5、應(yīng)用三大方程計算工程流體問題的一般步驟。

課程教學(xué)要求：

1、了解研究流體動力學(xué)的兩種方法的區(qū)別；

2、熟悉描述流體流動的重要概念；

3、熟悉流體動力學(xué)三大方程的推導(dǎo)及意義；

4、掌握伯努利方程各項的物理意義，

5、掌握比托管、文丘里流量計的工作原理及應(yīng)用；

6、掌握水頭線與壓頭線繪制；

7、掌握利用三大方程計算一般工程流體流動中的一些重要參數(shù)（如壓強、流速和流量

第4章流動阻力和能量損失

課程教學(xué)內(nèi)容：

1、流體流動能量（水頭損失或壓頭損失）損失及其種類；

2、沿程阻力系數(shù)的影響因素及其測定方法（尼古拉茲實驗）；

3、局部阻力系數(shù)的影響因素；

4、減小水頭損失（或的壓頭損失）的方法。

課程的重點、難點：

1、水頭損失或壓頭損失形成的原因及影響其大小的因素；

2、影響沿程阻力系數(shù)和局部阻力系數(shù)的因素。

課程教學(xué)要求：

1、熟悉沿程和局部水頭損失大小的影響因素，

2、掌握沿程和局部水頭損失（或壓頭損失）的計算；

3、了解減小水頭損失（或的壓頭損失）的方法。

第5章孔口、管嘴、管路流動

課程教學(xué)內(nèi)容：

1、孔口和管嘴出流的流速和流量計算公式的推導(dǎo)及計算；

2、流體在簡單管路和復(fù)雜管路（串聯(lián)和并聯(lián)管路）中流動的特點及其計算。

3、流體在管網(wǎng)（枝狀和環(huán)狀管網(wǎng)）中流動的計算原理和步驟；

課程的重點、難點：

1、薄壁小孔、厚壁小孔和管嘴出流的流速和流量計算及其區(qū)別；

2、流體在簡單管路、串聯(lián)和并聯(lián)管路系統(tǒng)中流動的特點及有關(guān)計算。

課程教學(xué)要求：

1、了解薄壁小孔、厚壁小孔和管嘴的自由出流和淹沒出流的區(qū)別；

2、掌握自由和淹沒小孔出流流量和流速的計算；

3、掌握流體在簡單管路、串聯(lián)和并聯(lián)管路系統(tǒng)中流動流量和流速的計算。

4、了解流體在管網(wǎng)（枝狀和環(huán)狀管網(wǎng)）中流動的計算原理和步驟；

第6章氣體射流

課程教學(xué)內(nèi)容：

1、自由射流、有限空間射流、溫差（濃差）射流和旋轉(zhuǎn)射流的特點。

課程的重點、難點：

1、有限空間射流、溫差（濃差）射流和旋轉(zhuǎn)射流的特點；

2、氣體射流在陶瓷窯爐系統(tǒng)的應(yīng)用。

課程教學(xué)要求：

1、熟悉自由射流、有限空間射流、溫差（濃差）射流和旋轉(zhuǎn)射流的特點。

第10章相似原理及因次分析

課程教學(xué)內(nèi)容：

1、力學(xué)相似性原理；

2、相似準(zhǔn)數(shù)和模型律。

課程的重點、難點：

1、兩流體流動現(xiàn)象相似的條件；

2、Re、Eu和Fr相似準(zhǔn)數(shù)的物理意義；

課程教學(xué)要求：

1、了解兩流體流動現(xiàn)象相似的條件；

2、掌握Re,Eu和Fr相似準(zhǔn)數(shù)的表達式及其物理意義；

3、掌握相似準(zhǔn)數(shù)中定型尺寸的物理意義及選定原則。

第11章泵與風(fēng)機的理論基礎(chǔ)

課程教學(xué)內(nèi)容：

1、離心泵與風(fēng)機的工作原理及其性能參數(shù)；

2、表征流體在離心泵與風(fēng)機內(nèi)流動的歐拉方程，

3、泵與風(fēng)機的理論與實際性能曲線；

4、相似律與比轉(zhuǎn)數(shù)及其應(yīng)用。

課程的重點、難點：

1、表征離心泵與風(fēng)機性能參數(shù)的物理意義；

2、歐拉方程的物理意義及作用；

3、泵與風(fēng)機的理論與實際性能曲線的意義及區(qū)別；

4、相似律與比轉(zhuǎn)數(shù)。

課程教學(xué)要求：

1、了解離心泵與風(fēng)機的工作原理；

2、熟悉表征離心泵與風(fēng)機性能參數(shù)的物理意義；

3、熟悉歐拉方程中的物理意義及作用；

4、掌握泵與風(fēng)機的理論與實際性能曲線的意義及區(qū)別；

5、掌握利用相似律與比轉(zhuǎn)數(shù)計算泵與風(fēng)機的有關(guān)性能參數(shù)。

第12章離心泵與風(fēng)機的工作分析與調(diào)節(jié)

課程教學(xué)內(nèi)容：

1、管路性能曲線及離心式泵與風(fēng)機的工作點；

2、離心式泵（或風(fēng)機）的聯(lián)合工作特點；

3、離心式泵（或風(fēng)機）的工況調(diào)節(jié)；

4、管道內(nèi)壓力分布。

課程的重點、難點：

1、離心式泵（或風(fēng)機）的穩(wěn)定工作點；

2、離心式泵（或風(fēng)機）的聯(lián)合工作的特點；

3、離心式泵（或風(fēng)機）的工況調(diào)節(jié)原則與方法。

課程教學(xué)要求：

1、掌握離心式泵與風(fēng)機穩(wěn)定工作點的條件；

2、掌握離心式泵（或風(fēng)機）的并聯(lián)（或串聯(lián)）聯(lián)合工作的特點；

3、熟悉離心式泵（或風(fēng)機）工況調(diào)節(jié)原則與方法。

第13章離心式泵與風(fēng)機的選擇與安裝

課程教學(xué)內(nèi)容：

1、離心式泵與風(fēng)機的選擇依據(jù)和步驟；

2、泵的氣蝕與安裝高度；

3、風(fēng)機的安裝一般注意事項等。

課程的重點、難點：

1、離心式泵與風(fēng)機的選擇依據(jù)和步驟；

2、離心式泵產(chǎn)生氣蝕的原因及一般解決方法；

3、離心式泵安裝高度的計算；

4、安裝風(fēng)機的注意事項。

課程教學(xué)要求：

1、掌握根據(jù)生產(chǎn)要求離心式泵(或風(fēng)機)的合理選擇；

2、熟悉離心式泵產(chǎn)生氣蝕的原因及一般解決方法；

3、掌握離心式泵安裝高度的計算；

三、教學(xué)方法與手段

課堂講授是一種基本教學(xué)方法。以理論和知識性內(nèi)容為主，講原理講方法，重在知識點

的教學(xué)。采用啟發(fā)式教學(xué)，發(fā)揮學(xué)生的思維和想象能力。

本課程內(nèi)容涉及到許多流體設(shè)備的結(jié)構(gòu)及工作原理.為達到更好的教學(xué)效果，建議以現(xiàn)

代多媒體為主要教學(xué)手段，并輔以傳統(tǒng)板書教學(xué)手段。

四、教學(xué)學(xué)時分配

章節(jié)與內(nèi)容課時作業(yè)?備注

第1章緒論21

第2章流體靜力學(xué)42

第3章一元流體動力學(xué)基礎(chǔ)83

第4章流動阻力和能量損失42

第5章孔口、管嘴、管路流動43

第6章氣體射流2

第10章相似論及因次分析21

第11章泵與風(fēng)機的理論基礎(chǔ)61

第12章離心泵與風(fēng)機的工作分析與調(diào)節(jié)4

第13章泵與風(fēng)機的選擇與安裝41

合計4014

五、考核方式與成績評定標(biāo)準(zhǔn)

1、考核方法：筆試閉卷考試(試卷滿分為100分)

2、成績評定：

(1)平時成績占30%,根據(jù)學(xué)生的上課出勤、課堂表現(xiàn)和作業(yè)完成質(zhì)量情況評定；

(2)期末考試成績占70%。

六、教學(xué)參資源

1、參考書目：

(1)蔡增基，龍?zhí)煊逯骶?，《流體力學(xué)泵與風(fēng)機》，中國建筑工業(yè)出版社，2009年。

(2)周謨?nèi)手骶帲读黧w力學(xué)泵與風(fēng)機》，中國建筑工業(yè)出版社，1