《流体力学与流体机械B》课程教学大纲

1、流体力学与流体机械B课程教学大纲课程英文名称：Fluid Mechanics and Fluid Machines B 课程编号： 133991640课程类别：专业课课程性质：必修课学 分：3 学 时：48（其中：讲课学时：48 实验学时：0 上机学时：0 ）适用专业：环境工程开课部门： 环资学院一、课程教学目的和课程性质流体力学与流体机械是高等院校环境工程专业必修课程，是为培养和检验学生流体力学与流体机械的基本理论知识和应用能力而设置的一门重要的专业基础课程。流体力学与流体机械作为环境专业的重要技术基础课，学生学习这门课程要实现四个主要目的：具有较完整的理论基础；具有对一般流动问题的分析和计

2、算能力；具有观察水流现象，分析实验数据和编写报告的能力；能够对泵和风机进行正确选型。该课程内容繁复，涉及后续专业课程，是广大学生顺利完成环境工程本科学业和今后继续深造的重要基础。二、本课程与相关课程的关系先修课程：高等数学、大学物理、工程力学 后续课程：水污染控制工程、大气污染控制工程三、课程的主要内容及基本要求第一章 绪 论（4学时）知 识 点流体力学的概念及流体力学的工程应用、作用于流体上的力、惯性、粘滞性、压缩性、膨胀性、表面张力特性、流体的力学模型。重 点作用在流体上的力、牛顿内摩擦定律、流体的力学模型。难 点牛顿内摩擦定律。基本要求1、识 记：表面力、质量力、密度、重度、压缩性、膨胀

3、性、粘性、粘滞力、动力粘度、运动粘度、表面张力、毛细管现象、连续介质；2、领 会：作用于流体上的表面力和质量力、温度对流体粘性的影响、流体的连续介质假说；3、简单应用：求解重度、比重，用压缩系数、膨胀系数求解流体体积、温度等，粘滞系数的换算；4、综合运用：牛顿内摩擦定律。第二章 流体静力学（8学时）知 识 点流体的静压强及其特性、流体静压强分布规律、压强的计算基准、压强的量度单位、液柱测压计、作用于平面的液体压力、作用于曲面的液体压力、液体平衡微分方程、液体的相对平衡。重 点流体静压强分布规律、作用于平面的液体压力、作用于曲面的液体压力。难 点流体静压强分布规律、作用于平面的液体压力、作用于曲

4、面的液体压力、液体的相对平衡。基本要求1、识 记：流体静压强、绝对压强、相对压强、真空度、相对平衡；2、领 会：等压面、等密面、流体静压强的特性、潜体和浮体；3、简单应用：静压强分布规律、等压面的特性、液柱测压计、容器等角速度旋转运动中的平衡、等加速直线运动中的液体平衡；4、综合运用：静水压强基本方程、解析法和图解法求作用于平面的液体压力、作用于曲面的液体压力。第三章 一元流体动力学基础（8学时）知 识 点描述流体运动的方法、恒定流动和非恒定流动、流线和迹线、一元流动模型、连续性方程、恒定元流能量方程、过流断面的压强分布、恒定总流能量方程、总水头线和测压管水头线、恒定气流能量方程、总压线和全压

5、线、恒定流动量方程。重 点连续性方程、恒定总流能量方程、恒定流动量方程。难 点连续性方程、恒定总流能量方程、恒定流动量方程。基本要求1、识 记：拉格朗日法、欧拉法、恒定流和非恒定流、流线和迹线、一元流、元流和总流、过流断面、流量、均匀流和非均匀流、缓变流和急变流、压力流、重力流和射流；2、领 会：位置水头、压强水头、流速水头、总水头、能量损失、势压、全压、总压、控制体；3、简单应用：毕托管测速、文丘里流量计、恒定气流能量方程式、总压线和全压线；4、综合运用：连续性方程、能量方程、动量方程的应用、总水头线和测压管水头线的绘制。第四章 流动阻力和能量损失（6学时） 知 识 点沿程损失和局部损失、层

6、流、紊流、雷诺数、圆管中的层流运动、紊流运动的特征和紊流阻力、尼古拉兹实验、工业管道紊流阻力系数的计算、非圆管的沿程损失、管道流动的局部损失、减小阻力的措施。重 点流态的判别、沿程阻力系数的计算、局部阻力系数的计算。难 点紊流运动的时均化、局部阻力系数的计算。基本要求1、识 记：沿程阻力、沿程损失、沿程阻力系数、局部阻力、局部损失、局部阻力系数、层流、紊流、雷诺数、当量糙粒高度、水力半径、湿周、当量直径；2、领 会：雷诺实验、尼古拉兹实验；3、简单应用：流态判别、均匀流切应力关系式、圆管中的层流运动、时均法、莫迪图、谢才公式；4、综合运用：沿程水头损失的计算、局部水头损失的计算。第五章 孔口管

7、嘴管路流动（6学时）知 识 点孔口自由出流、孔口淹没出流、管嘴出流、简单管路、管路的串联和并联。重 点孔口出流、管嘴出流、虹吸管的水力计算。难 点孔口出流、管嘴出流、虹吸管的水力计算。基本要求1、识 记：孔口、管嘴、长管、短管、虹吸管、管道阻抗；2、领 会：作用水头、简单管道、复杂管道；3、简单应用：串联管道的水力计算、并联管道的水力计算；4、综合运用：孔口出流的水力计算、管嘴出流的水力计算、虹吸管的水力计算。第六章 相似性原理和因次分析（4学时）知 识 点力学相似性原理、相似准数、模型律、因次分析法。重 点模型律。难 点模型律。基本要求1、识 记：几何相似、运动相似、动力相似、欧拉数、弗诺德

8、数、雷诺数、马赫数、量纲；2、领 会：佛汝德准则、雷诺准则、欧拉准则；3、简单应用：力学相似性原理、因次分析法；4、综合运用：模型律。第七章 叶片式泵与风机的理论基础（4学时）知 识 点工作原理与性能参数、离心式泵和风机的基本方程、叶型及其对性能的影响、理论的流量-压头曲线和流量-功率曲线、泵和风机的实际性能曲线、轴流式泵和风机、贯流式风机、相似律和比转数、比转数的实际应用。重 点泵与风机的基本方程欧拉方程。难 点欧拉方程、叶轮型式对性能的影响、泵和风机的实际性能曲线、相似律的应用。基本要求1、识 记：扬程、全压、静压、流量、功率和效率、工作角、安装角、绝对速度、圆周速度、径向速度、能头、动能

9、头、静能头、流量系数、全压系数、功率系数、无量纲性能曲线、比转数；2、领 会：理论能头的组成、机械损失和机械效率、容积损失和容积效率、水力损失和水力效率、相似律；3、简单应用：通过能头组成分析叶轮型式对能头的影响、比转数、相似律的应用；4、综合运用：泵与风机的基本方程-欧拉方程。第八章 叶片式泵与风机在管路上的工作分析及调节（2学时） 知 识 点管路性能曲线及工作点、泵或风机的联合工作、离心式泵或风机的工况调节、管道内的压力分布。重 点管路性能曲线。难 点泵或风机的联合运行、管道内的压力分布。基本要求1、识 记：管路性能曲线、工作点、工况调节、泵或风机的串联、泵或风机的并联；2、领 会：泵与风

10、机的阀门调节、变速调节；3、简单应用：泵或风机的的联合运行分析；4、综合运用：分析管路性能曲线及泵或风机的工作点。第九章 泵与风机的安装方法与选择（3学时）知 识 点离心泵和风机的构造特点、离心式泵的扬程、泵的气蚀和安装高度、通风机的安装、风机通用性能曲线与选择性能曲线图、泵或风机的选择。重 点离心式泵的扬程计算、泵的气蚀和安装高度、泵或风机的选择。难 点离心式泵的扬程计算、泵的气蚀和安装高度、泵或风机的选择。基本要求1、识 记：扬程、气蚀、吸上真空高度、气蚀余量；2、领 会：风机通用性能曲线与选择性能曲线图；3、简单应用：水泵的气蚀与安装高度的确定；4、综合应用：离心式泵的扬程计算、泵或风机

11、的选择。第十章 其他常用泵及压气机（1学时）知 识 点往复式泵、真空泵、深井泵、旋涡泵、活塞式压缩机、回转式压缩机、离心式压缩机。重 点往复式泵工作原理。难 点往复式泵、真空泵、深井泵、旋涡泵、活塞式压缩机、回转式压缩机、离心式压缩机的工作原理。基本要求1、识 记：往复式泵、真空泵、深井泵、旋涡泵、活塞式压缩机、回转式压缩机、离心式压缩机。2、领 会：各类泵、压气机的适宜工作场合。3、简单应用：压缩机排气温度及功率计算。4、综合应用：各种常用泵和压缩机的选择。学时分配知识单元理论学时第一章 绪论4第二章 流体静力学8第三章 一元流体动力学基础8第四章 流动阻力和能量损失6第五章 孔口管嘴管路流

12、动6第六章 相似原理和因次分析4第七章 叶片式泵与风机的理论基础4第八章 叶片式泵与风机在管路上的工作分析及调节2第九章 泵与风机的安装方法与选择3第十章 其他常用泵及压气机1复习2合计48四、教学方法与手段1、坚持理论联系实际的教学方法，理论教学要结合学生实例观察分析、课堂讨论等教学形式，努力降低学生接受知识的难度，不断提高学生发现、分析和解决问题的能力。2、坚持传统教学手段与现代教学手段相结合，教学内容安排要突出重点和难点，积极应用多媒体教学技术，尽可能把抽象的理论转化为具体的图像，使复杂的理论变得简单、直观，力求化难为易，努力提高学生的学习兴趣。3、注重应用启发式教学，引导学生积极思考问题、分析问题，拓展学生的思维。4、注重课后练习，大力培养学生动脑、动手、独立解决问题的能力。五、考核要求、方式与成绩评定考核要求：考试内容为教材中基本原理和基本概念及其应用。 考核形式：闭卷考试。成绩评定：期末考试成绩占70%，课后作业占20%，课堂练习与小测验占10%。六、选用教材、讲义和主要参考书 选用教材：流体力学泵与风机（第5版），蔡增基编著，中国建筑工业出版社，2009年11月。主要参考书：1.流体力学与流体机械，屠大燕，中国建筑工业出版社,1994年6月。2.流体力学与流体机械，柯葵，同济大学出版社，20