《流體力學與流體機械》教學大綱

一、課程基本信息

課程中文名：流體力學與流體機械

課程英文名：FluidMechanics&FluidMachinery

課程代碼：2520011課程學分：2.5總學時數：40

課程類別：必修課課程性質：專業(yè)基礎課

，、匕、后匕'壬環(huán)境工程、安全工程、環(huán)保設

開課學院：能源與動力工程學院適用節(jié)業(yè)：備工程、食品機械

先修課程：工程數學、工程力學

后續(xù)課程：

選用教材：《流體大學與流體機械》，王貞濤，機械工業(yè)出版社，2015年10月第1版

課程網址：

二、課程性質與課程目標

（一）課程性質

《流體力學與流體機械》是環(huán)境、安全、環(huán)保及相關工程類專業(yè)的一門主要的技術基礎與專業(yè)

基礎課程，它既具有較強的理論體系，同時又密切聯(lián)系工程實際，具有一定的專業(yè)針對性，它是學

習專業(yè)課程和專業(yè)發(fā)展不可缺少的技術理論基礎。

（二）課程目標

課程目標1：以流體機械專業(yè)技術為背景，提高學生正確認識、分析和解決實際工程問題的能

力，培養(yǎng)學生精益求精的大國工匠精神，激發(fā)學生科技報國的家國情懷和使命擔當。

課程目標2：通過本課程的學習，使學生掌握流體力學基本概念、基本規(guī)律和原理，學會必要

的流體力學分析和計算方法。

課程目標3：掌握離心式、軸流式泵與風機的基本理論和泵與風機聯(lián)合運行、選型等基本方法,

為學好后繼課程、從事專業(yè)技術工作和科學研究打下必要的的理論基礎。

注；工程類力業(yè)通識課程的課程口標應覆蓋相應的工程教育認證畢業(yè)要求通用標準；

（三）課程目標與專業(yè)畢業(yè)要求指標點的對應關系

本課程支撐專業(yè)培養(yǎng)計劃中畢業(yè)要求1、畢業(yè)要求2、畢業(yè)要求5和畢業(yè)要求8：

1.指標點1-4.能夠將流體力學、工程熱力學、傳熱學、測試技術、燃燒理論等專業(yè)知識用

于解決工程領域的復雜流動問題，占該指標點達成度的30%：

2.指標點2-2.能夠基于數學和自然科學相關原理以及能源動力領域相關知識，借助圖表、數

學模型及文字等正確地表達工程中的流體力學問題，占該指標點達成度的30%；

3.指標點5-2.能夠針對具體的對象，選擇前沿實驗儀器設備和先進測試分析技術或開發(fā)工

具，模擬、預測和分析工程中的流體力學問題，并能夠理解其局限性，占該指標點達成

度的30%；

4.指標點8?2.具有正確的世界觀、人生觀、價值觀和強烈的社會責任感，占該指標點達成度

的I0%o

^目標

課程目標1課程目標2課程目標3課程目標4

畢業(yè)要求指需“\

指標點1-4

指標點2-2V

指標點5-2V

指標點8-2

該課程對指標點1?4、2?2和5?2都是強支撐，權重系數都為0.3。

課程目標1對應畢業(yè)要求指標點8-2o課程H標1主要要求學生/解流體力學研究現狀，注重強

化學生工程倫理教育，培養(yǎng)學生嚴謹求真、實事求是的科學質疑精神，樹立積極向上、科技強國的

核心價值觀，最終達到指標點8-2的要求。

課程目標2對應畢業(yè)要求指標點1-4。課程目標2要求學生掌握流動的基本特征與基本方程，理

解重點流體力學控制方程組的數學描述及數學特性，課程目標2能夠有力支撐指標點1-4.

課程目標3對應畢業(yè)要求指標點2?2。課程目標3要求學生掌握流體流動的基本規(guī)律，加深對流

體工程問題的深刻認識，這和指標點4-3（能夠基于數學和自然科學相關原理以及能源動力領域相關

知識，借助圖表、數學模型及文字等正確地表達能源動力領域復雜工程問題）的要求緊密貼合。

課程目標4對應畢業(yè)要求指標點5-2o課程目標4要求學生能夠解決基于國家大型工程中流體力

學問題的能力，與指標點5-2緊密關聯(lián)。

三、課程內容與教學要求

第一章緒論

（一）課程內容

1.流體力學的研究對象及方法

2.流體基本物理性質

3.連續(xù)介質假設

4.流體受力

5.牛頓內摩擦定律

（二）教學要求

了解本課程的性質、研究對象與方法、任務，掌握連續(xù)介質模型等基本概念，熟練運用牛頓內

摩擦定律。

（三）重點與難點

1.重點

連續(xù)介質假設、牛頓內摩擦定律

2.難點

連續(xù)介質假設

第二章流體靜力學

（一）課程內容

1.流體靜壓強及其特性

2.流體平衡的微分方程

3.流體靜力學基本方程式

4.平衡流體對壁面的作用力

（二）教學要求

理解流體靜力學基本方程，掌握流體作用在平面、曲面匕總壓力的計算方法。

（三）重點與難點

1.重點

流體靜壓力的計算

2.難點

壓力中心的求解

第三章流體運動學基礎

（一）課程內容

1.描述流體運動的兩種方法

2.定常和非定常流動

3.連續(xù)性方程

4.流體微團的運動

5.速度勢函數和流函數

（二）教學要求

了解描述流體運動的兩種方法，掌握定常流和費定常等基本概念，掌握連續(xù)性方程及其應用。

（三）重點與難點

1.重點

控制體與系統(tǒng)

2.難點

歐拉方法的理解、流體微團的運動分析

第四章流體動力學基礎

（一）課程內容

1.理想流體的運動微分方程

2.不可壓縮粘性流體運動微分方程

3.伯努利方程

4.動量與動量矩方程

5.圓管內流動水力計算

（二）教學要求

了解粘性流體中的應力分析及本構方程，熟悉歐拉方程、納維一斯托克斯方程及伯努利方程；

掌握圓管層流的運動規(guī)律，沿程損失和局部損失的計算。

<=）重點與難點

1.重點

流體微團所受應力分析、流體動力學方程及其應用

2.難點

動量與動量矩方程

第五章泵與風機概述

（一）課程內容

1.泵的用途與分類

2.葉片式泵的主要部件和結構形式

3.葉片式風機的主要部件和結構形式

（二）教學要求

掌握泵與風機的定義、基本型式和典型結構。了解泵與風機的分類、發(fā)展歷史和葉片式與容積

式的主要特點。

（三）重點與難點

1.重點

泵的機構與分類。

2.難點

泵內結構

第六章葉片式泵與風機的理論

（一）課程內容

1.泵與風機工作原理

2.泵與風機性能參數

3.離心式泵與風機的葉輪理論

4.葉型及其對泵與風機性能的影響

5.泵與風機的性能曲線

6.軸流式泵與風機的機翼葉柵理論

（二）教學要求

掌握泵與風機基本性能參數的計算及葉片式泵與風機工作原理、能量基本方程：泵與風機的特

性曲線繪制方法；軸流式泵與風機機翼葉柵升力計算方法；泵相似定律的應用。了解泵與風機葉型

對性能的影響。

（三）重點與難點

1.重點

離心式泵與風機的原理與特性曲線。

2.難點

泵內部流動與特性曲線繪制。

第七章泵與風機的運行、調節(jié)及選型

（一）課程內容

1.管路性能曲線及工作點

2.泵與風機的聯(lián)合工作

3.泵與風機的工況調節(jié)

4.泵與風機的選型

（二）教學要求

掌握泵與風機裝置特性曲線的計算與繪制方法及聯(lián)合運行工況點的確定方法；了解其它常用泵

與風機的型式結構及其特點；掌握泵與風機的選型方法。

（三）重點與難點

1.重點

泵與風機的聯(lián)合運行及工況點的確定、泵與風機的選型方法。

2.難點

泵與風機的選型方法。

四、本課程開設的實驗項目

編號實驗項目名稱學時類型要求支撐的課程目標

1伯努利方程驗證實驗2驗證性必做課程目標1、2

2離心泵的性能測定試驗2綜合性必做課程目標1、2

注：1.“類型”填驗證性、綜合性、設計性等；

2.“要求”填必做、選做。

實驗1：（伯努利方程驗證實驗）

1.并掌握壓力水頭、速度水頭、總水頭以及壓力和流量的測量方法。

2.通過對實驗現象的分析和研討，掌握管道中各種能量的轉換特性和關系，驗證伯努利方程。

實驗2：（離心泵的性能測定試驗）

1.測定離心泵恒定轉速下性能，繪制揚程-流量曲線，軸功率-流量曲線及泵流量-

效率曲線。

2.了解流量儀表、測功裝置的原理及操作方法，掌握離心泵性能測試原理c

五、學時分配、教學方法及支撐課程目標

章

教學形式及學時分配主要教學方法支撐的課程目標

（按序填寫）

理論實上其小

授課驗機它計

第i早4講授法課程目標2

第二章6講授法課程目標2

第三章6講授法課程目標2

第四章62講授法、演示法課程目標1、2

第五章2講授法課程目標2

第六章62講授法、演不法課程目標1、2

第七章6講授法課程目標2

合計364

注：1.課程實踐學時按相關專業(yè)培養(yǎng)計劃列入表格；

2.主要教學方法包括講授法、討論法、演示法、研究型教學方法（基于問題、項目、案例

等教學方法）等。

六、課程考核

考核方式考核權考核對應的

序號考核要求評分標準

或途徑重課程目標

學生出勤率達到

主要針對學生的課堂小測

100%,在最終期末考目標1、2、3、

1課堂表現驗、課程內容掌握情況、出10%

核成績中，占10分，4

勤率等方面的考核。

出勤率每減少10%,扣

1分，出勤率不到60%

的學生，不計分數。課

堂小測驗5次滿分以

上，可獲得獎勵分10

分，計入總成績。

課后作業(yè)完成10-15個習題，

根據平時課后作業(yè)設

主要考核學生對每節(jié)課知識

置的分值及評分標準

點的復習、理解和掌握程度，

給出各單個題目的成

占平時成績的30%。此外,

績，最后所有題目的總

2平時作業(yè)每個學生需通過商業(yè)軟件完30%目標2、3、4

分歸一化到100分，每

成一個以工程應用為背景的

位學生按照實際得分

模擬分析，并作口頭報告，

歸一化后的成績計入

此大作業(yè)占平時成績的

息成績

70%o

試卷題型包括簡答題和綜合

分析應用題等，以卷面成績

的60%計入課程總成績。其按照具體的標準答案目標1、2、3、

3期末測試60%

中考核基礎知識型題目占和評分細則進行評價4

60%,考核應用實例綜合分析

與驗證的能力題目占40%。

總評成績100%

注：1.課程考核應做到過程性考核與終結性考核相結合。

2.考核形式主要包括課堂表現、平時作業(yè)、階段測試、期中考試、期末考試、大作業(yè)、小

論文、項目設計和作品等。

3.考核要求包括作業(yè)次數、考試方式（開卷、閉卷）、項目設計要求等。

4.考核權重指該考核方式或途徑在總成績中所占比重。

5.考核內容須包含課程思政成效考核。

七、課程目標達成情況評價

在課程結束后，需對課程每一個課程目標達成情況進行計算與分析。課程目標達成情況通過課

程過程性評價和課程終結性評價來綜合確定。

1.過程性評價，通過過程性考核提供評價數據，原則上一門課程的過程性考核形式種類不少于

2種（不包括考勤），次數不少于3次，考核形式與考核內容須有效支撐課程目標達成，過程性考核

須有成績評定，并作為學生成績構成