流体力学泵与风机教案

教案2011~2012学年第1学期学院、系室能源与机械工程系设备教研室课程名称流体力学泵与风机专业、年级、班级09环境1-2班主讲教师张殿新天津城市建设学院天津城市建设学院教案编号：01课时安排：3学时教学课型：理论课√实验课□习题课□实践课□其它□题目（教学章、节或主题）：第一章绪论教学目的要求（分掌握、熟悉、了解三个层次）：目的：使学生了解流体力学的任务及应用领域，掌握液体的连续介质理论和液体的主要物理力学性质以及作用在液体上的力的两种形式。

基本要求：了解流体力学的发展简史、学科的简本构架、研究方法以及课程在专业中的地位；掌握液体的连续介质模型、液体的主要物理性质：易流动性、密度与重度、粘性与理想流体模型、压缩性与不可压模型、表面张力特性；掌握作用在液体上的力的两种形式：质量力与表面力。教学内容（注明：*重点#难点？疑点）：本章各节的教学内容及学时分配：§1-1水力学的任务和发展简史；0.75学时§1-2连续介质假设0.5学时§1-3液体的主要物理性质1.25学时§1-4作用在液体上的力；0.5学时共4学时本章教学内容的重点和难点：

重点：液体的连续介质模型、密度与重度、粘性与理想流体模型、牛顿内摩擦定律、压缩性与不可压模型、质量力与表面力

难点：液体质点的概念、连续介质模型、牛顿内摩擦定律

本章教学内容的深化和拓宽：

深化：连续介质模型的应用、牛顿内摩擦定律应用、质量力与表面力的应用

拓宽：牛顿内摩擦定律推广教学方式、手段、媒介：教学方式：讲授

教学媒介：多媒体结合板书讨论、思考题、作业：思考题：粘性的本质是什么？作业：习题：1-2、1-3参考书目：1、柯葵等，水力学，同济大学出版社，2007年2月第7次印刷2、蔡增基，流体力学泵与风机（第四版）.中国建筑工业出版社.1999.123、陈文义，张伟主编.流体力学.天津大学出版社.2005.2第二次印刷4、莫乃榕，流体力学水力学习题集天津城市建设学院教案编号：02课时安排：6学时教学课型：理论课√实验课□习题课□实践课□其它□题目（教学章、节或主题）：第二章流体静力学教学目的要求（分掌握、熟悉、了解三个层次）：目的：使学生理解静水压强的特性、流体平衡微分方程，掌握液体静力学的基本方程、液柱式测压计的基本原理，最终能熟练计算作用在平面、曲面上的静水总压力。

基本要求：理解静水压强的特性，理解流体平衡微分方程，压强的表示方法、压强的计量单位、流体的相对平衡；掌握液体静力学的基本方程，掌握液柱式测压计的基本原理，掌握并能熟练计算作用在平面、曲面上的液体总压力。教学内容（注明：*重点#难点？疑点）：本章各节的教学内容及学时分配：§2-1静水压强及其特性0.5学时§2-2流体平衡微分方程1学时§2-3等压面0.25学时

§2-4液体静压强的分布规律0.5学时

§2-5几种质量力同时作用下的物体平衡0.75学时

§2-5压强的计算基准和量度单位0.5学时§2-6静水压强的量测方法0.5学时§2-7作用于平面上的液体总压力1学时§2-8作用于曲面上的液体总压力1学时

共6学时

本章教学内容的重点和难点：

重点：静水压强的特性、流体平衡微分方程、液体静力学的基本方程、液柱式测压计、作用在平面、曲面上的液体总压力。

难点：作用在平面、曲面上的静水总压力、压力体的概念、压力作用点的确定。

4.本章教学内容的深化和拓宽：

深化：液体静力学的基本方程、流体平衡微分方程、差压计、作用在平面、曲面上的液体总压力。

拓宽：作用在平面、曲面上的液体总压力。教学方式、手段、媒介：教学方式：教学方式：讲授——提问——讲授——习题

教学媒介：多媒体结合板书讨论、思考题、作业：讨论：1）流体平衡微分方程的推论2）压力体的概念、绘制方法及其虚、实性作业：参考书目：1、柯葵等，水力学，同济大学出版社，2007年2月第7次印刷2、蔡增基，流体力学泵与风机（第四版）.中国建筑工业出版社.1999.123、陈文义，张伟主编.流体力学.天津大学出版社.2005.2第二次印刷4、莫乃榕，流体力学水力学习题集天津城市建设学院教案编号：03课时安排：7学时教学课型：理论课√实验课□习题课□实践课□其它□题目（教学章、节或主题）：第三章流体动力学教学目的要求（分掌握、熟悉、了解三个层次）：目的：使学生掌握恒定总流连续性方程、元流能量方程与实际流体总流的能量方程、恒定总流动量方程。基本要求：理解连续性微分方程、实际流体的运动微分方程；牢固掌握、并灵活应用恒定总流连续性方程、元流能量方程与实际总流的能量方程、恒定总流动量方程。教学内容（注明：*重点#难点？疑点）：本章各节的教学内容及学时分配：§3-1描述液体运动的两种方法0.5学时

§3-2液体运动的一些基本概念1学时

§3-3恒定总流的连续性方程0.5学时

§3-4恒定总流能量方程3.学时

§3-5恒定总流动量方程2学时共计7学时

本章教学内容的重点和难点：

*恒定总流连续性方程，理想元流的能量方程与实际流体总流的能量方程、恒定总流动量方程＃实际液体总流的能量方程的意义及应用、恒定总流动量方程的意义及应用。

本章教学内容的深化和拓宽：

深化：元流的能量方程的推广，实际流体总流的能量方程在实际工程中的应用，恒定总流动量方程在实际工程中的应用。拓宽：理想元流的能量方程的推广，实际流体总流的能量方程在实际工程中的应用，总流动量方程在实际工程中的应用。教学方式、手段、媒介：教学方式：讲授——提问——讲授——习题课——实验

注意问题：1）概念、原理、计算方法的理解、掌握。注意实际流体能量方程和动量方程计算断面的选取，以及解题步骤与方法

2）注意复习高等数学的导数、微分与曲线积分等基本方法

教学媒介：多媒体结合板书讨论、思考题、作业：讨论：1）2）压力体的概念、绘制方法及其虚、实性作业：参考书目：1、柯葵等，水力学，同济大学出版社，2007年2月第7次印刷2、蔡增基，流体力学泵与风机（第四版）.中国建筑工业出版社.1999.123、陈文义，张伟主编.流体力学.天津大学出版社.2005.2第二次印刷4、莫乃榕，流体力学水力学习题集天津城市建设学院教案编号：04课时安排：5学时教学课型：理论课√实验课□习题课□实践课□其它□题目（教学章、节或主题）：第四章流动阻力和水头损失教学目的要求（分掌握、熟悉、了解三个层次）：目的：使学生了解实际流体的两种流动型态，流动阻力与水头损失的两种型式，掌握沿程损失、局部损失的分析和计算方法。基本要求：理解实际流体的两种流动型态，流动阻力与水头损失产生的原因，以及边界层概念及绕流阻力概念。掌握均匀流的基本方程、圆管层流与紊流沿程阻力系数及沿程水头损失、局部水头损失的计算方法，理解当量粗糙度、当量直径、水力半径等重要概念。教学内容（注明：*重点#难点？疑点）：本章各节的教学内容及学时分配：§4-1流动阻力与水头损失的两种型式0.25学时

§4-2层流与紊流、雷诺数1学时§4-3均匀流基本方程0.5学时

§4-4圆管中的层流运动0.5学时

§4-4紊流运动0.75学时

§4-5沿程阻力系数的变化规律1.25学时§4-6当量直径的概念与非圆管的沿程损失？0.25学时§4-7管道流动的局部损失0.5学时

共计4学时

本章教学内容的重点和难点：

*实际流体的两种流动型态的判别，均匀流的基本方程，圆管层流与紊流的流速分布，沿程阻力系数及沿程水头损失的计算，局部水头损失的计算。＃沿程损失与局部损失的特征，当量粗糙度、当量直径的概念，紊流沿程阻力系数的计算。

本章教学内容的深化和拓宽：

深化：紊流理论基础，紊流理论的应用，N-S方程与雷诺应力方程的区别与联系。

拓宽：现代紊流模型的发展。教学方式、手段、媒介：教学方式：讲授——提问——讲授——习题课——实验

注意问题：紊流与层流的判别，圆管紊流的速度分布、切应力分布与紊流阻力系数经验公式的选取。

教学媒介：多媒体结合板书讨论、思考题、作业：讨论：1）紊流是怎样形成的？2）为什么Re数可用来作为判别流态的唯一准则，而临界速度却不可以？作业：习题：参考书目：1、柯葵等，水力学，同济大学出版社，2007年2月第7次印刷2、蔡增基，流体力学泵与风机（第四版）.中国建筑工业出版社.1999.123、陈文义，张伟主编.流体力学.天津大学出版社.2005.2第二次印刷4、莫乃榕，流体力学水力学习题集天津城市建设学院教案编号：05课时安排：4学时教学课型：理论课√实验课□习题课□实践课□其它□题目（教学章、节或主题）：第五章有压管道流动教学目的要求（分掌握、熟悉、了解三个层次）：目的：掌握短管及长管的水力计算方法；知道枝状、环状管网的计算方法；掌握有压管道中的水击。基本要求：1、有压管道流动的特点及分类。2、简单管道水力设计计算和管流水头线的绘制。3、有压管路中的水击含义、过程及其求解。教学内容（注明：*重点#难点？疑点）：本章各节的教学内容及学时分配：§4-1简单管道水力计算的基本公式；0.5学时§4-2简单管道水力计算基本类型；0.5学时§4-3简单管道水力计算特例及串、并联管路；1.5学时§4-4有压管路中的水击1.5学时共计4学时

本章教学内容的重