《流体力学与热工学基础》教学大纲

《流体力学与热工学基础》教学大纲课程编号：13220207英文名称：学分：2学时：总学时32学时，其中理论32学时先修课程：高等数学B1、高等数学B2、理论力学课程类别：专业拓展课程授课对象：机械电子工程专业学生教学单位：机械与电气工程学院修读学期：第5学期一、课程描述和目标《流体力学与热工学基础》能够促进学生掌握扎实的数学、自然科学以及机械工程领域的专业基础知识，并将其熟练运用于分析及解决与机械电子相关的复杂工程问题。本课程涉及工程热力学、传热学及流体力学三大部分。工程热力学包括热力学基本概念，热力学第一定律和热力学第二定律，气体、蒸汽的性质及其热力过程，热力循环。传热学部分包括热传导、对流换热、热辐射、传热过程及换热器。流体力学部分包括流体静力学、流体动力学基础、黏性流体管内流动的能量损失。课程目标1：掌握流体静力学与动力学的基本概念和规律，掌握热力学基本定律与热能转换规律，掌握传热方式和基本规律，并能将上述用于解决机械工程领域中复杂问题。课程目标2：能够运用流体力学与热工基础的基本概念、原理及计算方法，构建工程问题的分析模型，并解决相关智能制造工程问题。二、课程目标对毕业要求的支撑关系毕业要求指标点课程目标权重2-3能够综合运用数学、自然科学、工程科学的基本原理和方法，并结合文献研究，对机械电子工程领域复杂工程问题进行分析，以获得有效结论。课程目标10.44-2参照科学的理论模型，对比实验数据和结果，解释实验和理论模型结果的差异，得到合理有效的结论。课程目标20.6三、教学内容、基本要求与学时分配序号教学内容基本要求及重、难点（含德育要求）学时教学方式对应课程目标1流体力学基本概念掌握流体质点与连续介质假设的概念；掌握流体的基本属性及物性参数。2讲授式启发式课程目标12流体静力学掌握流体静压强及其特点，理解流体静力学基本方程，能够对重力场中液体平衡及相对静止中液体平衡进行建模并计算；能够计算静止液体对平面与曲面的作用力和作用点。4讲授式启发式练习式课程目标1课程目标23流体动力学能够利用连续性方程与一元流动能量方程，解决工程实际问题；理解流体伯努利方程和动量方程的推导过程和应用条件，并能够开展相关问题的计算。6讲授式启发式练习式课程目标1课程目标24粘性流体内部流动掌握内部流动的沿程损失与局部损失；理解圆管中的流动特点与相应阻力损失之间的关系；能够计算管路中的沿程阻力损失与局部阻力损失。4讲授式启发式练习式课程目标25热力学第一定律与第二定律掌握热力学第一定律，并能够应用闭口系统能量方程和稳定流动开口系统的能量方程开展相关计算。理解自然过程的方向性与热力学第二定律的表述，掌握卡诺循环与卡诺定理，熵的推导及孤立系统熵增原理，熵方程及能量贬值原理。4讲授式启发式练习式课程目标1课程目标26工质的性质和热力过程掌握理想气体状态方程，理想气体的比热容、内能和焓，理想气体的熵，理想气体混合物，理想气体的基本热力过程，多变过程，气体的压缩。了解蒸气的热力性质，掌握水蒸气热力性质图表及应用，掌握湿空气的热力性质及热力过程。4讲授式启发式练习式课程目标1课程目标27装置热力循环掌握活塞式内燃机的实际循环与理想循环；掌握逆卡诺循环，蒸气压缩制冷装置及循环。4讲授式启发式练习式课程目标28热量传递基本方式与导热基本理论了解并掌握几种热量传递的基本方式和数学描述；理解导热的基本概念，导热的基本定律，平壁的稳态导热，圆筒壁的稳态导热。4讲授式启发式练习式课程目标1合计32四、课程教学方法采用课上集中讲授、讨论，课下练习，案例分析等教学方式五、学业评价和课程考核（一）考核方式及具体要求1.课程成绩构成与要求课程考核注重形成性和终结性评价相结合，考核内容主要由平时作业、期末考核组成，均按百分制计分，其中期末考核成绩占60%、平时作业成绩占40%。2.课程目标达成考核与评价序号考核方式课程目标1（分值）课程目标2（分值）合计1平时作业2020402期末考试204060课程目标对应分值4060100（二）考核与评价标准1.平时成绩考核与评价标准分值观测点90-100分70-89分60-69分0-59分作业按时完成，90%以上的作业内容齐全，基本知识点理解、掌握到位。能够利用理论知识识别、分析流体与热工领域相关专业问题。按时完成，70%以上的作业内容齐全，基本知识点理解、掌握较到位。能够较好利用理论知识识别、分析流体与热工领域相关专业问题。延时完成，60%以上的作业内容齐全，基本知识点理解、掌握基本到位。利用理论知识对流体与热工领域相关专业问题有一定的识别、分析。不交和补交，50%以下的作业内容齐全，基本知识点理解、掌握有偏差。不能利用理论知识对流体与热工领域相关专业问题进行识别、分析。2.期末试卷考核与评价标准根据课程目标及教学内容，设计期末考核试题，综合检验学生对课程相关知识的掌握、综合应用及解决复杂问题的能力，根据考试题目设计相应评分标准。六、教材与参考书（一）推荐教材1．《热工与流体力学基础》，吴学红主编，机械工业出版社，2020年5月版；2．《流体力学与热工基础》，李国斌,崔红主编，北京理工大学出版社，2016年9月版。（二）参考资料1.《工程流体力学基础》，韩占忠，王国玉，黄彪主编，北京理工大学出版社，2020年6月版；2.《热工基础》（第三版），张学学主编，高等教育出版社，2015年4月版。课程教学大纲中应列出使用的教材和教学参考资料名录