天津科技大学化工原理教案.docx

教师授课教案课程名称：化工原理课程号： 授课教师：庞金钊、张建伟等所属教研室：化工原理材料科学与化学工程学院2007年6月制第一授课单元第一章流体流动第一节流体静止的基本方程式教案内容备注*一、教学目的了解静力学基本方程除U管压差计外其它的应用熟悉流体的特点、性质掌握流体静力学基本方程及其应用二、教学内容流体的特点及其物理性质(密度和压力)流体静力学基本方程的推导、讨论和应用三、教学重点、难点及其处理重点流体静力学基本方程及其应用难点压力的表示方法U管压差计：举例说明(3种不同情况)以加深理解四、教学方法、手段课堂教学，板书五、板式设计第一节流体静止的基本方程式一、流体的特征流动性，易变形；在外力作用下其内部发生相对运动；流体流动1、密度Density ；(1)气体的密度(2)液体的密度2、压力 Pressure (1)压力的定义(2)压力的单位(3)压力的表示方法图1-1 表压和真空度示意图三、流体静压力的特点四、静力学基本方程的推导——流体静力学方程五、流体静力学方程的应用条件静止的、连通着的同一种连续流体的内部。六、静力学基本方程的讨论1、总势能守恒2、等压面：在静止连续的同一液体内，水平面必为等压面。3、传递定律——巴斯噶定理：压力可传递4、可以用液柱高度来表示压力差或压力七、静力学基本方程的应用1、压差计manometer(1) U管压差计——利用U管压差计测量管道任意两点间的压差——两点间压差计算公式(2) 倾斜U型管压差计(3) 微差压差计(双液体U管压差计)2、烟囱拔风3、液位的测定4、液封等八、小结思考题：流体流动与刚体运动的主要区别作业：1-2，1-3，1-6教材：谭天恩等编著《化工原理》第三版上册2006参考书：姚玉英编著《化工原理》新版2003年王志魁主编《化工原理》第二版2003年刘佩茹编著《化工过程与设备》第二授课单元第一章流体流动第二节流体流动的基本方程式教案内容备注*一、教学目的熟悉流量和流速等概念；稳态流动和非稳态流动掌握连续性方程和机械能衡算方程二、教学内容流量，流速，连续性方程，机械能衡算方程三、教学重点、难点及其处理重点连续性方程，机械能衡算方程难点机械能衡算方程四、教学方法、手段课堂教学、板书、演示实验五、板式设计第二节流体流动的基本方程一、流量(Flow Rate)与流速(Velocity)1、体积流量Vs；m3/s2、质量流量ms；kg/s3、流速u；m/s4、质量流速G；二、稳态流动与非稳态流动Steady flow and Unsteady flow三、总衡算四、物料衡算——连续性方程Continuity Equation1、连续性方程的导出通式：不可压缩流体：不可压缩流体在圆形直管中：五、总能量衡算方程1、能量形式流体本身具有的能量(1) 内能：(2) 动能(3) 位能(4) 压力能外界提供的能量(1) 热(2) 功流体及流动有关能量（运动着的流体涉及的能量形式）能量种类基准流体具有的能量与环境交换能量内能位能动能静压能热量外功mKg流体（J）mUmgz1/2mu2pVmQemWe1Kg流体(J/Kg)Ugz1/2u2pvQeWe2、总能量衡算总能量衡算，对于定态流动系统：∑输入能量=∑输出能量六、流动系统的机械能衡算——柏努利方程Bernoulli Equation方程的导出增量形式：对于理想流体()，当没有外功加入时，，上式可简化为?——最初的柏努利方程柏努利方程的讨论(1) 柏努利方程式的适用条件(2) 各种形式的机械能可以相互转换流体在管道流动时的压力变化规律(3) 柏努利方程式中各项的物理意义a、截面性质的能量：：b、沿程性质的能量：(4) 流体静力学方程是流体动力学方程的特例。柏努利方程不但适用于流动系统，还适用于静止系统。(5) 柏努利方程的其它形式(其它衡算基准的柏努利方程)柏努利方程的3种衡算基准形式：质量基准：1kg流体：；J/kg重量基准：1N流体：；J/N=m体积基准：1m3流体：；J/m3=Pa思考：生产实际中，管道直径应如何确定？为什么说静力学方程是柏努利方程的特例？作业：1-7，1-8第三授课单元第一章流体流动第二节流体流动的基本方程式教案内容备注*一、教学目的掌握柏努利方程的应用二、教学内容柏努利方程的应用三、教学重点、难点及其处理重点柏努利方程的应用难点截面的截取，以例题形式讲解四、教学方法、手段课堂教学、板书五、板式设计第二节流体流动的基本方程一、柏努利方程的应用Applications of Bernoulli Equation1、应用柏努利方程的注意事项(1) 作图并确定衡算范围(2) 截面的截取(3) 基准水平面的选取(4) 单位必须一致(5) 大口截面的流速为零。2、例题