《流體力學與流體機械［環(huán)保］》課程簡介

課程編號：14024021

課程名稱：流體力學與流體機械11?2）/FluidHydrodynamicsandFluidMachinery

學分：6

學時：96（課內實驗：10上機：課外實踐：）

適用專業(yè)：環(huán)保設備工程

建議修讀學期：第4,5學期

開課單位：能源與環(huán)境學院環(huán)境科學與工程系

課程負責人：丁希樓吳亞坤

先修課程：高等數(shù)學

考核方式與成績評定標準：閉卷考試，百分制，考試成績占70S、平時成績30%

教材與主要參考書目：流體力學與流體機械，柯葵主編，同濟大學出版社，2009年月9月

《泵與泵站》（第5版），姜乃昌主編.中國建筑工業(yè)出版社，2007年12月.

參考書目：

I.工程流體力學、流體機械，李文科編著，安徽工業(yè)大學出版，2004年2月；

2.環(huán)境流體力學，程文主編，西安交通大學出版社，2011年8月；

3.工程流體力學，孔瓏主編，高等教育出版社，2003年8月；

4.泵與風機，毛正孝主編.中國電力出版社，2007年2月；.

5.流體力學、泵與風機，察增基主編,中國建筑工業(yè)出版社，1994年：

6.流體力學與流體機械，唐大燕主編，中國建筑工業(yè)出版社，1992年。

內容概述：

中文：本課程主要介紹了流體的概念及其物理性質，流體靜力學、流體運動學和流體動力學的基本概

念、基礎理論和基本的計算方法；介紹了流動阻力產生的原因和計算方法，粘性流體在管內的流動規(guī)律，

流體經孔口和管嘴的流出計算；論述了理想流體的有旋運動和無旋運動；論述了紊流自由射流、旋轉射流

以及半限制射流等流場的結構特征和參量的變化規(guī)律；堰和煙囪的結構、工作原理和設計計算；介紹了相

似原理和因次分析方法以及模型實驗的研究方法；常用水泵和風機的基本理論、基本構造和基本計算方法。

根據(jù)管路特性，掌握泵站和風機運行的串聯(lián)、并聯(lián)，泵和風機的定速、調速運行工況的調節(jié).

英文：Thiscoursemainlyintroducestheconceptoffluidanditsphysicalproperties,the

basicconcepts,basictheoryandbasiccalculationmethodoffluidhydrostaticsandfluiddynamics.

Thecourseissuesincludethecauseandcalculationmethodofflowresistance,flowlawofviscous

fluidinthetube,fluidthroughorificeandnozzleeffluxwascalculated.Itdiscussestheideal

fluidrotarymotionandirrationalmotion,similarityprincipleandmethodofdimensional

analysisandmodelexperimentalresearchmethods.Thebasictheoryofpump,bcisicstructureand

thebasiccalculationmethod,tomasterthepumpingstation1soperationwhenthepumpsbein

seriesorbeinparallelorbeconstantspeedorbeinvaricblespeedareintroducedinthecourse.

《流體力學與流體機械》教學大綱

課程編號：14024021

課程名稱：流體力學與流體機械(1~2)/FluidHydrodynamicsandFluidMachinery

學分：6

學時：96(課內實驗：10上機：課外實踐：)

建議修讀學期：第%5學期

開課單位：能源與環(huán)境學院環(huán)境科學與工程系

課程負責人：丁希樓吳亞坤

先修課程：高等數(shù)學

一、教學目標

本課程為環(huán)保設名工程專業(yè)的一門重要基礎課，重:點培養(yǎng)學生應用流體力學與機械的基本知識解決工

程應用中有關流體與機械的實際問題的能力，其教學目標如下：

1.使學生系統(tǒng)熟練地掌握流體力學與流體機械基本概念、基本理論和基本的研究方法，用于分析和掌握

有關的復雜環(huán)保設備工程問題的相關技術原理。

2.牢固掌握流體力學與流體機械的基本原理及應用，用于判斷復雜環(huán)保設備工程問題的關鍵參數(shù)、簡化

建模及實驗研究的設計和數(shù)據(jù)采集和分析，能夠就環(huán)保設備工程問題提出創(chuàng)新性的解決方案。

3.能夠基于流體力學與流體機械原理并采用科學方法對復雜環(huán)保設備工程問題進行研究，包括設計實

驗、分析與解釋數(shù)據(jù)、并通過信息綜合得到合理有效的結論。

4.能夠根據(jù)所研究復雜環(huán)保設等工程問題的需要，開發(fā)或選擇一至多種現(xiàn)代技術及工程工具。

本課程的畢業(yè)要求指標點和教學目標的對應關系、教學方法及評價依據(jù)如下表：

表一本課程的畢業(yè)要求指標點和教學目標的定應關系、教學方法及評價依據(jù)

No.畢業(yè)要求指標點教學目標教學方法評價依據(jù)

1-2掌握解決復雜環(huán)保設備工程問教學目標11.課堂教學：講清楚基本概學生課堂表現(xiàn)、習

題的化學、材料學、力學等自然念產生的背景、物理意義及題質量，試卷分析

科學知識及其應用范本公式的推導、應用范圍

及典型應用案例；

2.作業(yè)練習：每章均布置一

定量的作業(yè)，力求達到熟能

生巧的程度。

2-1能夠運用相關知識推理分析、識教學目標21.課堂教學：在基本概念、學生課堂表現(xiàn)、習

3

教學重點難點學時實驗上機

課程內容備注

要求(☆)(△)安排學時學時

第一部分流體力學與流體機械64

1、緒論2

1.1流體力學的任務和發(fā)展簡史C

1.2連續(xù)介質假設和流體力學的研究方

B

法

1.3流體力學的主要物理性質A

1.4作用在液體上的力A☆

1.5流體力學中的力學模型A☆

1.6牛頓流體和非牛頓流體B

2、流體靜力學6

2.1靜止流體中壓強的特性B

2.2流體靜力學基本微分方程B

2.3重力作用下靜止流體中的壓強分布

A☆

規(guī)律

2.4靜止流體壓強的表示方法A☆

2.5靜水壓強的量測方法A☆

2.6作用在平面上的靜水總壓力A☆△

2.7作用在曲面上的靜水總壓力A☆A

2.8流體的相對平衡C

3、流體動力學基礎10

3.1描述流體運動的兩種方法B

3.2流體運動的基本概念B

3.3恒定總流的連續(xù)性方程A

3.4恒定元流的能量方程A☆

3.5漸變流過流斷面的壓強分布知律A

3.6恒定總流的能量方程A☆△

3.7恒定總流能量方程應用A☆A

3.8總水頭線和測壓管水頭線B

3.9恒定總流的動量方程A☆A

實驗1機械能轉化實驗2

實驗2文丘里流量計實驗2

5

教學重點難點學時實驗上機

課程內容備注

要求(☆)(△)安排學時學時

4、液流阻力和水頭損失8

4.1流動阻力和水頭損失的分類和計算B

4.2雷諾試驗--層流和湍流B

4.3均勻流基本方程B

4.4圓管中的層流運動A☆△

4.5紊流運動C

4.6沿程阻力系數(shù)的變化規(guī)律B

4.7邊界層及其分離C

4.8局部水頭損失A☆

實驗3雷諾實驗2

實驗4流體流動阻力測定實驗2

5、孔口與管嘴出流和有壓管道8

5.1孔口出流B

5.2管嘴出流A☆

5.3短管出流A☆△

5.4長管的水力計算A☆A

5.5給水管網水力計算基礎B

5.6有壓管路中的水擊A☆A

6、繞流運動2

6.1流體微團運動的分析B

6.2不可壓縮流體連續(xù)性微分方程B

6.3流體運動微分方程C

6.4無旋運動B

6.5平面無旋運動B

66兒種簡單的平面無旋運動R

6.7勢流疊加C

6.8繞流阻力和升力C

7、明渠均勻流與非均勻流6

7.1明渠均勻流的形成條件和水力特征B

7.2明渠均勻流的計算公式A☆A

7.3明渠水力最優(yōu)斷面和允許流速A☆A

6

教學重點難點學時實驗上機

課程內容備注

要求(☆)(△)安排學時學時

7.4明渠均勻流的水力計算B☆A

7.5無壓圓管均勻流的水力計算B

7.6復式斷面渠道的水力計算B

7.7斷面比能和臨界狀態(tài)A☆

7.8明渠流的流動形態(tài)及其判別準則A☆△

8、紊流射流A6

8.1自由射流A☆

8.2溫差射流和濃差射流A☆

8.3旋轉射流A☆

8.4半限制射流B

9、堰流與煙囪4

9J堰流及其特征B

9.2堰流的基本方程B

9.3薄壁堰B

9.4實用堰B

9.5寬頂堰B

9.6小橋孔徑的水力計算B

9.7煙囪A☆

10、因次分析和模型試驗4

10.1因次分析-白金漢江理論B

10.2相似的基本概念A☆A

103相似準則A☆△

10.4重力和黏性力同時作用下的相似B

第二部分泵與泵站32

1、緒論B1

2、葉片式水泵19

2.1離心泵工作原理與基本構造A☆

2.2離心泵的主要零件B

2.3葉片泵的基本性能參數(shù)B☆

2.4離心泵的基本方程式A☆A

2.5離心泵裝置的總揚程A☆△

7

教學重點難點學時實驗上機

課程內容備注

要求(☆)(△)安排學時學時

2.6離心泵的特性曲線A☆

2.7寓心泵裝置定速運行工況B☆

2.8離心泵裝置調速運行工況B☆

2.9離心泵裝置換輪運行工況A☆A

2.10離心泵并聯(lián)與串聯(lián)運行工況A☆A

2.11離心泵吸水性能A☆△

2.12離心泵機組的使用與維護C

2.13軸流泵與混流泵B

2.14給水排水工程中常用的葉片泵C

3、其他泵與風機6

3.1射流泵B

3.2氣升泵B

3.3往復泵、螺旋泵C

3.4水環(huán)式真空泵、插桶泵C

3.5寓心式風機與軸流式風機c

4、給水泵站4

4.1泵站分類與特點、水泵選擇B

4.2水泵機組的布置與基礎、變配電設施

B

及自動控制系統(tǒng)

4.3泵站水錘及其防護A☆A

4.4泵站噪聲及其消除、泵站中的輔助設

B

施、給水泵站的土建要求

4.5給水泵站的工藝設計A☆

5、排水泵站2

5.1排水泵站的組成與分類、污水泵站的

C

工藝特點

5.2合流泵站的工藝特點、螺旋污水泵站

C

的工藝特點

三、建議實驗(上機)項目及學時分配

8

本課程共96學課時，包括86學時的理論課與10學時的實驗課。實驗安排如下:

名稱內容學時實驗類型實驗要求

機械能轉化實驗驗證伯努力方程并探討能量損耗的原因