教案 3-流体.docx

重 庆 能 源 职 业 学 院 教 案课程名称：流体力学 授课时间 2012 年 月 授课对象系 别建筑工程系本次课学时年级班次章节题目第一章 绪论目的要求（含技能要求）通过本章的学习，了解流体基本特征，作用在流体上的力，以及流体的主要物理性质，初步认识流体力学课程。本章重点流体基本特征，流体的连续介质假设，作用在流体上的力，流体主要物理性质。本章难点牛顿内摩擦定律教学方法理论教学与实例举例相结合。教学用具PPT。问题引入以实例引入。如何突出重点多次重复及字体区别。难点与重点讲解方法实例与课程内容相结合，加深印象。内容与步骤流体力学及任务作用在流体上的力流体主要物理性质本章课程小节课程小结流体力学任务是学习流体力学的意义以及作用在流体上的力是后面学习的基础。教后札记讨论、思考题、作业（含实训作业）1、流体定义是什么，流动是什么？2、什么是连续介质假设？ 3、牛顿内摩擦定律？ 授课教师： 年 月 日重 庆 能 源 职 业 学 院 教 案第一节 流体力学及其任务（一） 流体力学的研究对象流体力学的研究对象、流体的基本特征（二） 流体的连续介质假设流体的微观结构、连续介质假设、流体质点第二节 作用在流体上的力（一） 表面力表面力作用方式。应力（二） 质量力质量力作用方式。单位质量力第三节 流体的主要物理性质（一） 惯性惯性的概念。质量和密度（二） 粘性粘性的概念。牛顿内摩擦定律。年度和运动粘度。无粘性流体模型（三） 压缩性和膨胀性压缩性和膨胀性的概念。流体的压缩系数和体积模量，体积膨胀系数。气体压缩性。不可压缩体积模型。重 庆 能 源 职 业 学 院 教 案课程名称：流体力学 授课时间 2012 年 月 授课对象系 别建筑工程系本次课学时年级班次章节题目第二章 流体静力学目的要求（含技能要求）通过本章的学习，理解流体静压强的特性，掌握液体静压强的分布规律和总压力的计算。本章重点静止流体中应力特性，液体静压强的分布，测压计，作用在平面、曲面的液体总压力本章难点静止流体中应力特性，液体静压强的分布，测压计，作用在平面、曲面的液体总压力教学方法理论教学与实例举例相结合。教学用具PPT。问题引入以实例引入。如何突出重点多次重复及字体区别。难点与重点讲解方法实例与课程内容相结合，加深印象。内容与步骤静止流体中应力特性流体平衡微分方程重力作用下液体静压强的分布测量压强的仪器作用在平面上的液体总压力作用在曲面上的液体总压力本章课程小节课程小结流体静力学研究流体在静止状态下的力学规律。由于静止状态下，流体中只存在压应力-压强，因此，流体静力学这一章以压强为中心，阐述静压强的特性，静压强的分布规律，以及作用面上总压力的计算方法。教后札记讨论、思考题、作业（含实训作业）1、试述静止流体中应力的特性？2、怎样认识液体静力学基本方程的几何意义和物理意义？ 3、绝对压强、相对压强、真空度怎样定义？相互之间如何换算？ 授课教师： 年 月 日重 庆 能 源 职 业 学 院 教 案第二章 流体静力学 第一节 静止流体中应力特性（一） 应力方向沿作用面内法线方向静止流体只存在压应力-压强（二） 静压强大小与作用面方位无关静压强各方向相等 第二节 流体平衡微分方程（一） 流体平衡微分方程流体平衡微分方程的建立，物理意义（二） 等压面等压面与质量力正交。静止流体等压面是水平面 （三） 流体平衡微分方程积分（四） 等压面及帕斯卡定律1等压面定义2等压面方程3等压面特点4只在重力作用下等压面特点5帕斯卡定律第三节 重力作用下流体平衡微分方程（一） 压强的计量单位和表示方法（二） 流体静力学基本方程的物理意义几何意义（三） 静压强分布图第四节 测量压强的仪器（一） 液柱式测压计连通器内的等压面 常用的液柱式测压计：测压管、U型管测压计、倾斜式微压计、压差计的侧压原理（二） 金属压力表压力表 真空表的测压原理第五节 作用在平面上的净水总压力（一） 图算法压强分布图的绘制 图算法计算底边平行于液面的矩形平面的总压力 总压力的作用点（二） 解析法解析法计算任意形状平面的总压力 总压力的作用点重 庆 能 源 职 业 学 院 教 案课程名称：流体力学 授课时间 2012 年 月 授课对象系 别建筑工程系本次课学时年级班次章节题目第三章 流体动力学基础目的要求（含技能要求）通过本章的学习，了解描述流体运动的两种方法，理解欧拉法的基本概念，建立总流运动三个基本方程式，连续性方程、贝努力方程和动量方程。掌握综合运用三个基本方程分析计算总流运动的方法本章重点三大基本方程。本章难点三大基本方程。教学方法理论教学与实例举例相结合。教学用具PPT。问题引入以实例引入。如何突出重点多次重复及字体区别。难点与重点讲解方法实例与课程内容相结合，加深印象。内容与步骤流体运动的描述欧拉法基本概念连续性方程伯努利方程。动量方程。本章课程小节课程小结本章以理论结合经典实验结果，阐述了流动所遵循的三大基本方程。教后札记讨论、思考题、作业（含实训作业）1、什么是流线，流线？2、何为均匀流，非均匀流？ 授课教师： 年 月 日重 庆 能 源 职 业 学 院 教 案第三章 流体动力学基础 第一节 流体流动描述（一）拉格朗日法 （二）欧拉法 第二节 欧拉法的基本概念 （一）流动的分类 （二）流线 （三）元流和总流第三节 连续性方程（一）恒定总流的连续性方程（二）连续性微分方程第四节 流体的运动微分方程 （一）无粘性流体运动微分方程 （二）粘性流体运动微分方程第五节 元流的伯努利方程 （一）无粘性流体运动伯努利方程 （二）粘性流体运动伯努利方程 第六节 总流的伯努利方程 （一）渐变流及其性质 （二）总流的伯努力方程 （三）总流伯努利方程扩展第七节 总流动量方程 控制体概念 总流动量方程的建立 总流动量方程的建立 动量修正系数、重 庆 能 源 职 业 学 院 教 案课程名称：流体力学 授课时间 2012 年 月 授课对象系 别建筑工程系本次课学时年级班次章节题目第四章 流动阻力和水头损失目的要求（含技能要求）通过本章的学习，理解粘性流体的两种流态，理解通道内流动阻力的规律，掌握损失的计算方法。了解边界层概念和绕流阻力。本章重点水头损失的计算方法。本章难点紊流运动和紊流的沿程水头损失。教学方法理论教学与实例举例相结合。教学用具PPT。问题引入以实例引入。如何突出重点多次重复及字体区别。难点与重点讲解方法实例与课程内容相结合，加深印象。内容与步骤流动阻力和水头损失分类水头损失的一般表达式两种流态和雷诺数均质流的性质。均质流动方程式。层流。紊流。局部水头损失。边界层概念和绕流阻力。本次课小节课程小结本章以理论结合经典实验结果，阐述了流动阻力和水头损失的额规律，初步展现了流动阻力理论的发展过程。教后札记讨论、思考题、作业（含实训作业）1、怎样判别粘性流体两种流态层流和紊流？2、紊流不同阻力区沿程摩阻系数的影响因素有何不同？ 3、造成局部损失的主要原因是什么？ 授课教师： 年 月 日重 庆 能 源 职 业 学 院 教 案第四章 流动阻力和水头损失 第一节 流动阻力和水头损失的分类（一）流动阻力和水头损失的分类 （二）水头损失的一般表达式 第二节 粘性流体的两种流态 （一）两种流态 （二）雷诺数第三节 沿程水头损失与剪应力的关系（一）均质流动方程式（二）圆管过流断面上剪应力分布（三）壁剪切速度第四节 圆管中的层流 （一）流动特征 （二）流速分布 （三）沿程水头损失的计算第五节 紊流运动 （一）紊流特征与时均化 （二）紊流的剪应力 （三）粘性底层 第六节 紊流的沿程水头损失 （一）尼古拉兹实验 （二）流速分布 （三）沿程摩阻的半经验公式 （四）阻力区的判别 （五）沿程摩阻系数的经验公式 （六）非圆管的沿程水头损失第七节 局部水头损失 （一）局部水头损失的一般分析 （二）几种典型的局部水头损失系数 （三）局部阻力之间的相互干扰第八节 边界层概念和绕流阻力 （一）边界层概念 （二）曲面边界层及其分离现象 （三）绕流阻力重 庆 能 源 职 业 学 院 教 案课程名称：流体力学 授课时间 2012 年 月 授课对象系 别建筑工程系本次课学时年级班次章节题目第五章 孔口、管嘴出流和有压管流目的要求（含技能要求）通过本章的学习，学会运用前述总流运动基本方程和流动阻力与水头损失的理论，分析有压流动问题，掌握孔口、管嘴出流及有压管流的水力特点及计算方法。了解水击现象。本章重点孔口、管嘴出流及有压管流的水力特点及计算方法本章难点水击现象。教学方法理论教学与实例举例相结合。教学用具PPT。问题引入以实例引入。如何突出重点多次重复及字体区别。难点与重点讲解方法实例与课程内容相结合，加深印象。内容与步骤孔口出流。管嘴出流。有压管流。有压管道中的水击。本次课小节课程小结本章是水利基本理论在压力流中的应用，重在掌握运用伯努利方程、连续性方程，分析计算压力流动。教后札记讨论、思考题、作业（含实训作业）1、孔口、管嘴出流和有压管流的水利特点有什么不同？2、怎样计算长管简单管道及串联、并联管道的水头损失？ 3、有压管道、管道末端阀门瞬时关闭，水击波是怎样传播的？ 授课教师： 年 月 日重 庆 能 源 职 业 学 院 教 案第五章 孔口、管嘴出流和有压管流 第一节 孔口出流（一）薄壁小孔口恒定出流 （二）孔口的变水头出流 第二节管嘴出流 （一）圆柱形外管嘴恒定出流 （二）收缩断面的真空 （三）圆柱形外管嘴的正常工作条件第三节 有压管流（一）短管的水力计算（二）长管的水力计算第四节 有压管道中的水击 （一）水击现象 （二）水击压强的计算 （三）水击波的传播速度 （四）防止水击危害的措施重 庆 能 源 职 业 学 院 教 案课程名称：流体力学 授课时间 2012 年 月 授课对象系 别建筑工程系本次课学时年级班次章节题目第六章 明渠流动目的要求（含技能要求）通过本章的学习，理解明渠流动的特点，明渠水流两种不同的流动状态：缓流和急流，以及断面单位能量、临界水深、临界底坡等基本概念。了解水跃和水跌现象。掌握明渠均匀流的水力计算方法，熟悉棱柱形渠道非均匀渐变流水面曲线定性分析的方法。本章重点明渠流动的特点，有关明渠流动状态的基本概念。本章难点水跃和水跌现象。教学方法理论教学与实例举例相结合。教学用具PPT。问题引入以实例引入。如何突出重点多次重复及字体区别。难点与重点讲解方法实例与课程内容相结合，加深印象。内容与步骤明渠均匀流。无压圆管均匀流。明渠流动状态。水跃和水跌。棱柱形渠道非均匀渐变流水面曲线的分析。本次课小节课程小结本章是水利基本理论在压力流中的应用，重在掌握运用伯努利方程、连续性方程，分析计算压力流动。教后札记讨论、思考题、作业（含实训作业）1、与有压管流比较，明渠流动有哪些特点？2、明渠均匀流的形成条件和特征是什么？ 3、怎样定性分析水面曲线的变化？ 授课教师： 年 月 日重 庆 能 源 职 业 学 院 教 案第六章 孔口、管嘴出流和有压管流 第一节 概述（一）明渠流动的特点 （二）底坡 （三）棱柱形渠道与非棱柱形渠道 第二节 明渠均匀流 （一）明渠均匀流形成的条件及特征 （二）过水断面的几何要素 （三）明渠均匀流的基本公式 （四）明渠均匀流的水力计算 （五）水利最优断面和设计流速第三节 无压圆管均匀流（一）无压圆管均匀流的特征（二）过水断面的几何要素（三）无压圆管的水力计算（四）输水性能最优充满度（五）最大充满度、设计流速第四节 明渠流动状态 （一）临界流速、弗劳德数 （二）断面单位能量、临界水深 （三）临界底坡第五节 水跃和水跌 （一）水跃 （二）水跌第六节 棱柱形渠道非均匀渐变流水面曲线的分析 （一）棱柱形渠道非均匀渐变流微分方程 （二）水面曲线分析 （三）水面分析曲线的总结 重 庆 能 源 职 业 学 院 教 案课程名称：流体力学 授课时间 2012 年 月 授课对象系 别建筑工程系本次课学时年级班次章节题目 堰流、渗流及量纲分析目的要求（含技能要求）通过本章的学习，了解堰流的水力特征、堰流的基本公式；掌握普通井水力计算的方法。理解量纲的概念和量纲和谐原理。本章重点堰流基本公式，普通井水力计算的方法本章难点量纲和谐原理，定理教学方法理论教学与实例举例相结合。教学用具PPT。问题引入以实例引入。如何突出重点多次重复及字体区别。难点与重点讲解方法实例与课程内容相结合，加深印象。内容与