《工程流体力学》教学大纲供参习.doc

《工程流体力学》教学大纲 英文名称：Engineering Fluid Dynamics 学 时：64 学时 （其中实验8学时） 先修课程：工程热力学、高等数学、普通物理 教学对象：热能动力工程及相关专业本科生 教 材：工程流体力学（山东工业大学 孔珑主编）（中国电力出版社） 工程流体力学（归柯庭等编）（科学出版社） 教学目的： 本课程是热能动力工程专业本科生必修的三大专业基础课之一，是学生学习后继专业课程和从事本专业的科研、生产工作所必备的理论基础。通过本课程的学习，使学生掌握各种热力和其它设备中的流体平衡和流动的基本规律，深入了解流体绕过物体或流过某种通道时的速度分布、压强分布、能量损失及流体同固体间的相互作用，为以后从事相应的科学研究、工程应用和实际操作提高分析问题和解决问题的能力，提供坚实的理论基础。 教学要求： 本课程的教学与学习侧重于掌握流体力学的基本概念、基本规律、基本的计算方法和实验技能，会推导一些基本的公式和方程，明确这些公式的物理意义，同时结合课后的习题练习和实验操作，学会熟练应用这些基本公式，加深对流体平衡和流动的理解，为进一步研究特殊流体的流动和流体在热力设备中的特殊流动规律及相应的工程应用服务。本课程的前三章内容是整个课程的基础，必须重点掌握，第四章是流体力学试验研究的理论基础，第五、六章是热能动力工程中常见的管流计算，必须熟练应用，最后三章是前述内容的更深入化，为分析和进一步研究工程实际中的复杂流动奠定基础。 教学内容： 绪论（4学时） 流体的定义和特征 流体连续介质的假设 作用在流体上的力 流体的特性及主要物性参数（粘性、密度等） 液体的表面性质 基本要求： 掌握流体连续介质的假设，了解作用在流体上的力和流体的主要物理性质、液体的表面性质。 重 点： 流体的定义和特征、连续介质的假设、作用在流体上的力、流体的主要物理性质、液体的表面性质。 难 点： 流体的连续介质的假设、流体的粘性和液体的表面张力等都是以前未曾接触过的新概念，必须准确理解。 流体静力学（6学时） 流体的静压强及特性 流体平衡微分方程式 流体静力学基本方程式 绝对压强、计示压强、液柱式测压计 液体的相对平衡 静止液体作用在平面和曲面上的总压力 静止液体作用在物体上的浮力 基本要求： 掌握流体的静压强及特性、流体平衡微分方程式和流体静力学基本方程式的主要推导过程。了解工程上常用的压强的计示及测量方法。了解静止液体作用在平面和曲面上的总压力和静止液体作用在物体上的浮力。 重 点： 掌握流体处于平衡状态的条件和压强的分布规律、平衡微分方程式、静力学基本方程式。 难 点： 流体处于平衡状态的条件和压强的分布规律、平衡微分方程式、静力学基本方程式。 流体运动的基本概念和基本方程（8学时） 研究流体流动的方法 流动的分类 迹线与流线 流管、流束、流量 系统与控制体 连续方程、动量方程与动量矩方程、能量方程 伯努利方程及其应用 沿流线主法线方向压强和速度的变化 粘性流体总流的伯努利方程 基本要求： 掌握流体运动的基本概念和基本方程以及研究流体流动的方法。广泛地深入地理解连续方程、动量方程与动量矩方程、能量方程。熟练掌握伯努利方程及其应用。 重 点： 连续方程、动量方程与动量矩方程、能量方程、伯努利方程及其应用。 难 点： 准确理解连续方程、动量方程与动量矩方程、能量方程的推导过程。熟练掌握伯努利方程及其应用。 相似原理和量纲分析（4学时） 流动的力学相似 动力相似准则 流动相似条件 近似的模型试验 量纲分析法 基本要求： 掌握流体流动的力学相似性、动力相似准则、流动相似条件。熟练应用量纲分析法。 重 点： 流体流动的力学相似性、动力相似准则、流动相似条件。熟练应用量纲分析法。几个重要的准则数（雷诺数、欧拉数、马赫数、柯西数、韦伯数等）的物理意义及其表达式。 难 点： 相似原理和量纲分析法是以前未曾接触过的，但它们是最基本的试验研究的理论处理方法，必须熟练掌握。 管流损失和水力计算（6学时） 管内流动的能量损失 粘性流体的两种流动状态、层流流动与紊流流动 管道入口段中的流动 沿程损失与局部损失 管道水力计算 液体的出流 水击、气穴、气蚀简介 基本要求： 熟练掌握工程上常见的和基本的流体流动的能量损失（沿程损失与局部损失）的计