煤矿机械课程教学大纲.doc

“流体力学与流体机械”课程教学大纲（Fluid Hydrodynamics and Fluid Machinery）课程类别：学科基础课 课程归属：机电工程学院 课程编号：总 学 时：40 学 分：2.5讲授学时：34 实践学时：6修习类型：必修 考核方式：考试适用专业：安全工程 专业核心课：是/否增加课程概况，一句话概括课程的基本内容和实质。 采矿工程 专业核心课：是/否一、课程概况与教学目的流体力学的主要研究是流体在静止状态和运动状态受力状态和流动规律，以及它与固体壁间相互作用规律。流体机械是以流体为介质来转换能量的机械，包括风机与水泵。本课程是为安全工程和采矿工程专业开设的一门学科基础必修课。它的主要教学目的是通过各个教学环节，运用各种教学手段和方法，使学生掌握流体运动的基本概念、基本原理、基本计算方法；培养学生分析、解决问题的能力和实验技能，为学习后续课程，从事工程技术工作及相关研究打下坚实的基础。严格按“了解”、“理解”、“掌握”、“熟炼掌握”不同层次要求编写。二、课程学习目标及要求1理解流体平衡和运动的基本概念，掌握流体基本物理参数的表述方法。2理解连续性方程、能量方程、动量方程的推导过程，熟练掌握应用这些基本方程解决实际流体力学问题的方法与技巧。3理解定常有压管流相关理论分析和水力计算的原理与方法，掌握图表法测算阻力系数的方法，并能够熟练掌握常见简单管路的水力计算方法。4理解流体基本参数的测量原理，掌握压强、流量、流速的测量方法，培养解决实际流体问题的动手能力。5了解常见流体机械的结构类型，理解离心式水泵基本工作原理，掌握常见水泵的使用方法。三、课程内容与学时分配第一部分 流体力学的性质（2学时） 1流体质点与连续介质的假设 2流体的主要物理性质第二部分 流体静力学（6学时）1流体静压强及基本特征2流体平衡微分方程3重力场中的平衡流体4静压强的计算与测量5静止流体对平面壁的作用力第三部分 流体动力学（10学时） 1研究流体运动的两种方法和基本概念 2连续性方程 3运动微分方程及其积分将实验或其实践环节加入相应教学模块中。 4伯努利方程及其应用 5动量方程及其应用 6、实验一：伯努力方程实验第四部分 粘性流体流动及阻力计算（12学时） 1雷诺试验 2圆管中层流 3圆管中紊流 4管路沿程损失 5管路局部损失 6管路阻力计算7、实验二：沿程阻力系数测定实验第五部分 有压管流及孔口管嘴出流（4学时）1简单管路水力计算2串联、并联管路水力计算3孔口出流和管嘴出流计算第六部分 流体机械简介（6学时）1离心式泵与离心式风机2轴流式风机 3容积式泵与风机 教学重点和难点是具体的知识点，要避免原有教学模块的罗列。实验三：离心式水泵和管路性能曲线测定四、教学重点与难点（一）教学重点1流体的粘性变化规律及牛顿内摩擦定律；2静力学基本方程、平面壁上流体的作用力计算；教学重点和难点应避免完全相同，要根据具体的教学要求，进行设置。应是某个知识点或某项实践技能。3连续性方程、能量方程、动量方程及其应用；4雷诺实验、尼古拉茨实验和管路阻力系数测定；5. 串联、并联管路阻力计算；6水泵扬程及性能曲线。核心知识模块（二）教学难点具体知识模块1静止流体在平面壁上的作用力计算；2伯努利方程的工程应用；辅助关系并列关系具体知识模块串联关系3圆管中层流和紊流运动规律；具体知识模块具体知识模块4沿程阻力系数的测定；5泵在管路中工况点的确定。具体知识模块五、主要知识模块与学时分配在框图中，给出了不同逻辑图组件，选中后复制即可。按下“alt”键，鼠标移动，位置可以更精确。选中图形，鼠标右键，灵活使用“组合”，“取消组合”功能，更方便。（一）主要知识模块关系（理工科专业核心课程可参考下图，其他课程可酌情修改）按串联、并列、辅助关系，应用图框的方式列出各知识模块间相应关系。只有专业核心课列此表，其它课程不作要求。流体静力学流体动力学流体阻力计算粘性流动水力计算有压管流计算流体机械孔口管嘴出流（2） 主要知识模块的学时分配 教学环节 学时数知识模块讲授学时实践学时合计讲课习题其它实验上机其它第一部分流体的力学性质22第二部分流体静力学66第三部分流体动力学8210第四部分粘性流体流动及阻力计算82212第五部分有压管流、孔口管嘴出流44第六部分流体机械简介426合 计36440（三）实践教学安排与配套实践教学设备本课程包含有三个实验，其中两个验证性实验和一个综合性实验。项目类型学时主要教学内容实验一：伯努力方程验证验证性2验证能量守恒与转换规律，掌握常见流量流速测量方法实验二：沿程阻力系数测定验证性2研究沿程阻力形成过程和影响因素，测定沿程阻力系数实验三：离心式水泵和管路性能曲线测定综合性2绘制离心式水泵的性能曲线，确定的水泵的最佳工况点和工作范围，绘制配套管路的性能曲线，确定离心水泵实际工况点。实践教学安排请参考流体力学与流体机械实验教学大纲。主要实验设备有：1、FMEPII流体力学综合实验台；2、MNB水泵性能综合实验台。六、本课程与其它课程的联系1先修课程及要求先修课程有：高等数学、机械制图、大学物理和理论力学等。在先修课程中，应掌握相应的微积分等数学工具、具备基本工程识图能力和常见结构受力分析能力。2后续课程及本课程作用后续课程有：矿井通风与安全技术、矿井灾害防治和毕业设计等。专业核心课（或核心课程群）应有相应的集中实践环节，并简介其主要教学内容。本课将会为后续专业课程的学习，打下良好理论分析基础，掌握通风与排水工程实际测量技术。3配套的集中实践环节及作用本课程无配套的集中实践环节。以机械设计和机械设计课程设计为例说明：本课程结束后，应有配套的两周的课程设计，主要内容是：常见机构原理设计。在课程设计中，应当综合应用理论课中所学的基本原理和知识，设计出满足特定要求的机械机构原型。在配套的课程设计中，要注重培养学生综合应用理论知识的能力，掌握解决机械设计中技巧和解决复杂问题的变通能力和创新能力。七、课程的教学资源及其要求1建议使用教材及参考资料建议使用教材：谢振华等主编，工程流体力学，北京：冶金工业出版社，2007。推荐参考资料：1蔡增基主编，流体力学泵与风机，北京：中国建筑工业出版社，2009。2郭楚文主编，工程流体力学，徐州：中国矿业大学出版社，2002。2、网络资源推荐以下网络资源：（流体中文网）（亚洲流体力学学会）（中国流体设备网）3教学手段可根据教学内容不同，适时采用讨论式教学、案例式教学以及小论文和小制作等方式，进行相关章节的学习。课堂讲授建议采用多媒体和板书相结合的教学方法，增加教学效果。教学设备：多媒体教学设备。4考核方式本课程为考试课，采用百分制计分，建议采用闭卷考试。平时成绩占30%（含实验成绩占10%），期末成绩所占70%。八、课程特点与学习指南由于本课程具有理论性较强的特点，数学推导和力学分析较多，学生在学习过程中，在掌握公式推导的基础上，要独立完成作业，通过反复练习，掌握流体力学基本原理；由于本课程是实践性较强的课程，学生在做实验过程中，通过细致观察实验现象，掌握相关数据的整理分析技巧，通过实验来验证流体力学的基本原理，达到深入学习流体力学的目的；由于本课程是一门具有较强工程实践特点的课程，在掌握流体机械工作原理的基础上，要结合流体机械在工程实际应用中的实例，了解实