《流体力学与热工基础》教学大纲
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《流体力学与热工基础》教学大纲 （学时范围：90-100学时，使用专业：制冷工程，制定人 陈礼） 一、 课程的性质、地位和作用 本课程系专业基础课，旨在为专业课的学习奠定必要的基础，是进入专业理论和技能学习的一级重要台阶。因此，也是本专业的主干课和核心课。 二、 课程的目的和任务 使学生掌握热力学、流体力学和传热学的基础知识、基础理论和计算，以便进入专业理论和专业技能的学习，也有利于学生的可持续性发展。 三、 与其它课程的联系与分工 本课程的先修课程是应用数学基础和工程制图，后续课程是制冷技术、空气调节系统、中央空调、流体机械与制冷压缩机、冰箱空调器及其维修、综合实训等专业理论课和实训课。本课程涉及制冷装置的热力学基础、工质及其它介质的流动计算，制冷装置中换热过程的基本原理及计算。但只涉及到装置的热力过程，不涉及装置的结构、分类、选型及制造工艺等。 四、 课程的基本要求 课程分热力学、流体力学和传热学三篇，使学生了解能量转换所用工质状态及基本参数，气体状态方程，掌握热力学第一定律、第二定律，了解蒸汽的定压产生过程及制冷循环的热力学原理；了解流体静压强分布规律，深刻理解能量方程及其应用，掌握阻力损失的计算方法；了解传热的三种方式及其规律，重点掌握单相对流和相变对流换热及换热器热力计算思想。 五、 课程内容和教学要求 第一篇 工程热力学 第一章 工质与气态方程 1． 热能与机械能的相互转换 2． 工质的热力学状态及其基本参数 3． 气体状态方程 4． 气体的比热 要求：理解工质、状态、状态参数的物理意义，掌握其单位换算；深刻理解气态工质的状态方程，工质的比热,并能熟练运用和计算。 *第二章 热力学基本定律 1. 热力学第一定律 2. 稳定流能量方程式 3. 能量方程式在制冷装置部件中的应用 4. 气体的基本热力过程 5. 热力学第二定律 6. 熵和温熵图 要求：在理解内能和膨胀功的基础上理解热力学第一定律；在理解闭口系、开口系、推动功、轴功的基础上深刻理解稳定流能量方程式及焓的物理意义；熟练运用能量方程式解决压缩机、节流、换热器等装置的热和功的计算。掌握过程、过程方程式，并运用第一定律确定状态参数和对外的热量、功量交换。理解热力学第二定律，掌握卡诺循环、逆卡诺循环的构成、在P-V图和T-S图上的表示及循环经济性指标的计算。 第三章 蒸汽 1．液体的汽化 2．蒸汽定压产生过程 3．蒸汽图表及其应用 4．蒸发器和冷凝器中的蒸汽热力过程 要求：了解蒸汽产生过程，理解饱和状态、过热状态、汽化热与凝结热等概念，掌握蒸汽图表的使用，了解制冷装置中蒸发器和冷凝器中的蒸汽热力过程。 第四章 制冷循环 1．压缩蒸汽制冷循环 2．热泵循环 要求：了解压缩蒸汽制冷循环的构成及在P-V图和T-S图上的表示，掌握压缩蒸汽制冷循环的热量、功量和制冷系数的计算。了解热泵循环的基本知识。 第五章 湿空气 1．气体混合物 2．湿空气性质 3．湿空气的焓—湿图及其应用 要求：掌握道尔顿定律及混合气体的比热计算；掌握湿度、相对湿度、饱和湿空气、未饱和湿空气、湿度比、含湿量等概念的物理意义及计算，能在湿空气焓-湿图上表示出湿空气的加热（或冷却）、绝热加湿、冷却去湿等过程，了解这些过程的特点，并进行热力计算。 第二篇 流体力学 第六章 流体性质及基本参数 1．流体的力学性质 2．流体静压强分布规律 3．静压强基本方程式及其应用 要求：了解流体的惯性、重力特性、沾滞性、压缩性和热胀性，掌握流体静压强分布规律、静压强基本方程及其在连通器、液柱式测压计中的应用。 *第七章 流体动力学基础 1．流体动力学基本概念 2．连续性方程 3．恒定流能量方程 4．恒定气流能量方程式 要求：深刻理解连续方程和能量方程的物理意义，熟练运用恒定流能量方程和恒定气流能量方程式计算流速和压强。 第八章 流体流动阻力及管路计算 1．沿程损失和局部损失 2．层流与紊流 雷诺数 3．圆管层流沿程损失 4．圆管紊流沿程损失 5．局部阻力损失 6．减小流动阻力的途径 7．管路计算 要求：了解阻力计算在制冷系统中的应用和作用，理解层流和紊流的概念及其判定准则，熟练掌握层流的沿程阻力计算；了解阻力分区图和紊流各区沿层阻力计算的基本思想，并能借助设计手册进行计算。掌握局部损失的计算，了解减少阻力损失的方法。 本章可作层流、紊流的演示实验。 第三篇 传热学 第九章 导热 1．导热基本定律 2．平壁的稳定导热 3．圆筒壁的稳定导热 要求：理解温度场、温度梯度和导热系数的含义，掌握傅里叶定律的物理意义，熟练进行平壁和圆筒壁的导热计算。 *第十章 对流换热 1． 对流换热过程 2． 相似理论及其在对流换热分析中的应用 3． 液体自由运动和受迫运动时的换热 4． 沸腾与凝结换热 要求：了解牛顿冷却定律及影响对流换热的因素，理解相似理论的基本思想、相似准则、准则方程、定性温度和定形尺寸的意义和作用。熟练地利用准则方程计算大空间自然对流、管内受迫流动、流体横掠管束时的换热。能利用换热公式计算大容积沸腾换热、管内沸腾换热、竖管和竖壁的凝结换热。 第十一章 辐射换热 1. 热辐射的基本定律 2. 物体之间的辐射换热 要求：理解吸收、反射、透射、黑体、灰体、辐射强度等概念，掌握斯蒂芬—玻尔兹曼与基尔霍夫定律。理解有效辐射和角系数，掌握两平行平板、空腔内物体与空腔内壁之间的辐射换热计算。 第十二章 传热过程与换热器 1． 传热过程分析 2． 传热的增强与削弱 3． 换热器 要求：掌握平壁和圆筒壁的复合传热计算，了解换热器类型，掌握平均温差的计算及换热器设计计算的基本思想。 六、 学时分配建议 七、 说明 1． 可安排流型转换演示实验及管内强迫对流换热实验。 2． 打“*”者为重点章节。 学时分配建议表 序号 章节 1 2 3 4 5 6 7 8 9 教学内容 学时分配 理论 实训 - 教学方法 考核方法 备注 第一章 工质与气态方程 第二章 热力学基本定律 第三章 蒸汽 第四章 制冷循环 第五章 湿空气 第六章 流体性质及基本参数 第七章 流体动力学基础 第八章 流体流动阻力及管路计算 第九章 导热 6 12 6 4 6 6 6 12 4 8 6 8 - - - - - - 2 - 4 - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 10 第十章 对流换热 11 第十一章 辐射换热 12 第十二章 传热过程与换热器 八、 教学内容优化整合特点 将传统的热力学、流体力学和传热学的内容优化组合为一门课，注意减少不必要的推导，侧重理论、公式概念的理解和应用；注重宏观的物理现象，不涉及微观的领域；内容贴近专业，体现针对性和实用性。各部分内容有以下特点： （一） 工程热力学 1. 精选了五大部分内容以体现专业特点。传统的理想气体及其热力过程只略讲；实际气体的性质、气体和蒸汽的流动、压气机的热力过程、内燃机和循环、燃气轮机装置循环、蒸汽动力装置循环及化学热力学基础均不讲授。 2. 第一章直接从能量转换入手，介绍动力循环和制冷循环的转换过程。既为热力学的研究定下基调，又为热力学第一定律的应用埋下伏笔。 3. 热力学第一定律和第二定律合为一章。内能只讲宏观的概念，第一定律的应用着重在制冷装置部件的热力过程，气体的热力过程不涉及多变过程。 的概念用得不多，不必讲述。 4. 由于制冷装置中存在工质的相变，因此蒸汽自成一章，让学生了解定压产生过程及在P-V、T-S图上的两线、三区、五状态。 5. 第四章只讲压缩蒸汽制冷循环和热泵循环，其余制冷方式在制冷技术中讲授。 （二） 流体力学 1. 只选择了必要的三部分，各部分内容的重点和传统的本科教学也有很大的差异。 2. 流体力学性质和静力学合为一章。流体平衡的微分方程不讲，利用开口容器简单推导出Z+P/γ=C的结论即可。作用于曲面的压力、加速运动及等角速运动中液体的平衡均不在讲授范围。 3. 动力学部分以欧拉法为主，不涉及非稳定流。重点是能量方程的理解和应用。 4. 第八章解决沿程阻力和局部阻力的工程计算。紊流的沿程损失从尼古拉兹曲线出发，引出紊流的分区，按不同的公式计算。 （三） 传热学 1. 包括三种基本传热方式及传热过程和换热器，内容精炼、实用、不涉及非稳态。 2. 对流部分不引入边界层概念，但却包含相似理论。要求正确使用准则方程计算单相介质和相变时的对流换热。根据专业需要，计算包括管内受迫对流、横掠管束、大容积沸腾、管内沸腾及竖管竖壁的凝结换热。 3. 辐射换热的定律较多，但不涉及微观的概念，着重介绍斯蒂芬---玻尔兹曼定律和基尔霍夫定律。物体间换热应引入有效辐射和角系数等概念。重点不在角系数的推导和计算，而在理解和应用。 流体力学与热工基础 新闻编辑：admin 点击率：220 发表时间：2007-12-6 《流体力学与热工基础》教学大纲 课程编号：012205 适合专业：复合材料 学 时：64学时，其中讲课：56学时，实验学时：8学时 学 分：4 课程性质：学科专业基础课 先修课程：高等数学、大学物理 参考教材：周谟仁 主编 《流体力学 泵与风机》 中国建工出版社 主要参考书：（1）上海化工学院 华南工学院合编《流体力学 泵与风机》 （2）孔珑 编 《工程流体力学》 水电工业出版社 （3）于荣宪 编 《工程流体力学》 东南大学出版社 （4）于荣宪 编 《工厂动力机械》 东南大学出版社 （5）杨世铭，陶文铨 编《传热学》 高等教育出版社 （6）张洪济 编 《传热学》 高等教育出版社 （7）韩昭论 主编《燃料及燃烧》 冶金工业出版社 （8）岑可法 主编 《高等燃烧学》 浙江大学出版社 课程的目的与任务 本课程集流体力学、传热学和燃烧学知识于一体，是无机非金属材料科学专业学生必修的一门专业基础课，其特点是以中学关于流体、传热等概念为基础，以高等数学讲解的数学方法为工具，详细的讲解了一些问题答案或者理论计算公式的来龙去脉，讲解各理论的应用背景，它是一门理论与应用都非常强的课程。 本课程的主要内容分三大部分： 第一部分是“流体力学与设备”：“流体力学”部分，它从建立流体的连续介质模型出发，运用数学工具来研究流体的平衡及运动规律，着重讨论流体的连续性方程、能量方程、动量方程等；“流体设备”部分，它以工厂中常见的流体设备——泵与风机为研究对象，研究叶轮机械的结构及工作原理。 第二部分是“传热学”部分，主要介绍三种传热方式的基本理论和基本应用。 第三部分是“燃烧学”部分，主要介绍燃料的基本特性和燃烧的基本理论与计算。 课程的基本要求 通过本课程的学习，学生应该具备分析﹑解决硅酸盐行业中流体流动、流体设备、热工过程中所遇问题的能力。 授课中，以教材为主，同时针对教材中存在的陈旧知识、内容稍少等不足，适当补充一些内容及习题，补充一些定理的图示说明。讲授过程中，通过介绍解题方法和思路来培养学生分析问题和解决问题的能力，规范学生解题格式，注重理论联系实际，强实验技能的培养。 在授课中选择适当的时机，组织课堂讨论或请在本课程相关领域卓有成绩的专家教授来授课，以调动学生的积极性，活跃课堂气氛，并培养学生相应的能力。 流体力学课程课程内容与学时数分配 上 篇 流体力学 授课学时：30 第一章 绪 论 授课学时：4 §1.1 流体的定义及特征 §1.2 流体力学的研究对象及在工程上的应用 §1.3 流体的连续介质模型 §1.4 流体的主要物理特性 一、密度 二、压缩性与膨胀性 三、粘性 §1.5 作用在流体的力 一、 表面力 二、质量力 第二章 流体静力学 授课学时：6 §2.1 流体静压强及其特性 §2.2 流体的平衡微分方程式 §2.3 流体的静力学基本方程式 §2.4 静力学基本方程式的应用——静压测量 §2.5 静止流体作用于平壁上的总压力 §2.6 静止流体作用于曲面上的总压力 §2.7 流体的相对平衡 第三章 流体动力学 授课学时：8 §3.1 流体动力学的基本概念 一、 研究方法 二、流动的分类 三、流线与迹线 四、流管、流速、总流 五、有效截面、平均流速 §3.2 流体运动的连续性方程 §3.3 理想流体的运动微分方程 §3.4 柏努利方程 §3.5 柏努利方程的应用 §3.6 流体的动量方程 第四章 流动阻力与能量损失 授课学时：6 §4.1 沿程损失和局部损失 §4.2 层流与紊流、雷诺数 §4.3 圆管中的层流运动 §4.4 紊流运动的特征和紊流阻力 §4.5 尼古拉兹实验 §4.6 非圆管的沿程损失 §4.7 管道流动的局部损失 第五章 孔口管嘴管路流动 授课学时：4 §5.1 孔口自由出流 §5.2 孔口淹没出流 §5.3 管嘴出流 §5.4 简单管路 §5.5 管路的串联和并联 第六章 相似原理和因次分析 授课学时：2 §6.1 力学相似原理 §6.2 相似准数 下 篇 泵与风机（12学时） 第七章 离心式泵与风机的理论基础 授课学时：6 §7.1 工作原理和性能参数 §7.2 离心式泵与风机的基本方程式——欧拉方程 §7.3 叶型及其对性能的影响 §7.4 理论流量-压头曲线和流量-功率曲线 §7.5 泵与风机的实际性能曲线 §7.6 相似率与比转数 §7.7 相似率的实际应用 第八章 离心式泵与风机在管路上的工作分析及调节 授课学时：4 §8.1 管路特性曲线及工作点 §8.2 泵与风机的联合工作 §8.3 离心式泵与风机的工况调节 §8.3 管道中的压力分布 第九章 鼓风机 授课学时：6 §9.1 离心式泵的构造特点 §9.2 离心泵正常工作所需附件及养成计算 §9.3 泵的气蚀与安装高度 §9.4 离心式风机的构造特点 §9.5 通风机的安装 §9.6 泵与风机的选择 集中实验 授课学时：2 传热学课程内容与学时数分配 第一章 绪论 授课学时：2 §1.1 热量传递的三种基本方式 §1.2 传热过程和传热系数 §1.3 传热学发展简史 第二章 导热基本定律及稳态导热 授课学时：4 §2.1 导热基本定律 §2.2 导热微分方程式及定解条件 §2.3 通过平壁、圆筒壁、球壳和其他变截面物体的导热 §2.4 具有内热源的导热及多维导热 第三章 对流换热 授课学时：8 §3.1 对流换热概说 §3.2 对流换热问题的数学描述 §3.3 对流换热的边界层微分方程式 §3.4 边界层积分方程式的求解及比拟理论 §3.5 相似原理 §3.6 相似原理的应用 §3.7 内部流动强制对流换热实验关联式 §3.8 外部流动强制对流换热实验关联式 §3.9 自然对流换热及其实验关联式 第四章 热辐射基本定律及物体的辐射特性 授课学时：4 §4.1 热辐射的基本特性 §4.2 黑体辐射基本定律 §4.3 实际固体和液体的辐射特性 §4.4 实际物体的吸收比与基尔霍夫定律 第五章 辐射换热的计算 授课学时：6 §5.1 角系数的定义、性质及计算 §5.2 被透热介质隔开的两固体表面间的辐射换热 §5.3 多表面系统辐射换热的计算 §5.4 辐射换热的强化与削弱 §5.5 气体辐射 燃料与燃烧课程内容与学时数分配建议 燃料及其燃烧过程 §1.1 燃料的种类及组成 授课学时：2 一． 燃料的种类 二． 燃料的组成及换算 §1.2 燃烧的热工性质及选用原则 授课学时：2 一． 发热量 二． 燃烧的其它热工性质 三． 三．燃烧的选用原则 §1.3 燃烧计算 授课学时：2 一． 分析计算 二． 检测计算 三． 燃烧温度的计算 §1.4 燃烧过程的基本原理 授课学时：2 一． 燃烧的条件 二． 燃烧的反应机理 三． 火焰的形成．传播及其问定性 四． 燃烧室内燃烧过程分析 流体力学课程教学大纲 课程名称：流体力学 课程名称：Mechanics of Fluids 课程编号：082458 课程类型：专业课 学 时：28 适用专业：无机非金属材料工程专业本科 先修课程：高等数学、理论力学 一、课程的性质、目的与任务 本门课程属于无机非金属材料工程专业的专业课。主要包括了解流体的性能，深刻认识和掌握流体静力学及流体动力学原理，了解离心式泵与风机的理论基础和基本结构，为以后学习无机材料热工基础打下比较扎实的理论基础。 二、课程的内容及学时分配 第一单元 绪论（建议学时数：2学时） 学习目的和要求：了解作用在流体上的力。理解流体的主要性质，流动阻力。 重点和难点：重度，牛顿内摩擦定律、力学模型 第二单元 流体静力学（建议学时数：4学时） 学习目的和要求：了解静压强及其特性。理解静压强的分布规律。掌握流体静力学方程。 重点和难点：静压强分布规律及方程，压强的表示方法及计量 第三单元 一元流体动力学基础（建议学时数：4学时） 学习目的和要求：了解描述流体运动的两种方法，恒定流动与非恒定流动，迹线与流线。理解一元流动模型。掌握连续性方程，恒定流能量方程。 重点和难点：恒定流动与非恒定流动，迹线与流线，连续性方程，恒定流能量方程。 第四单元 流动阻力及沿管路的流动（建议学时数：6学时） 学习目的和要求：了解流动阻力类型。理解阻力系数，管路的串联和并联。掌握阻力计算公式，管路计算公式。 重点和难点：层流、紊流，流动阻力系数的确定 第五单元 理想流体动力学基础（建议学时数：4学时） 学习目的和要求：了解方程推导方法。理解加速度概念。掌握理想流体连续性及运动微分方程。一元流体动力学基础。 重点和难点：理想流体连续性及运动微分方程。 第六单元 相似性原理（建议学时数：4学时） 学习目的和要求：了解准数的推导过程。理解相似及准数概念。掌握因次分析方法。 重点和难点：相似及准数概念，因次分析方法。 第七单元 离心式泵与风机（建议学时数：4学时） 学习目的和要求：了解离心式泵与风机的基本结构，理解离心式泵与风机工作原理，掌握离心式泵与风机的参数计算及选型。 重点和难点：离心式泵与风机的基本结构。工作原理，参数计算及选型。 三、教材及参考书 教 材： 蔡增基．流体力学泵与风机．中国建筑工业出版社，1999.12 参考书： 白扩社．流体力学.泵与风机．机械工业出版社，2005.1 《热工与流体机械》课程教学大纲 学时：60 适应专业：生产自动化（发电厂方向） 一、 课程性质和任务 课程性质：《热工与流体机械》是生产自动化专业一门的专业基础课，为日后从事发电厂设备热工控制的高等职业教育学员提供必备的专业基础知识。 课程任务：本课程主要研究内容分上下两篇，上篇——热工基础：介绍工程热力学、传热学的基本概念和基本定律，重点讲述应用基本定律解决实际问题的方法。下篇——流体机械：阐明流体静止和运动的基本规律，泵与风机的分类、结构、工作原理，以性能曲线和工作点为主线阐述泵与风机的运行调节原理和近年来常用的调节方法。 本课程着重培养学生应用基本定律解决实际问题的能力，使学生对提高热能的利用效率等问题有了清晰明了的认识。结合发电厂常用的泵与风机，介绍其分类、结构、工作原理，着重在泵与风机工作点和调节方法的确定，使学生掌握提高泵与风机的效率和运行经济性的方法。 二、 课程的基本要求 （一） 理论教学要求： 通过该门课程的学习，使学生会应用基本定律解决实际问题的能力，使学生对提高热能的利用效率等问题有了清晰明了的认识。掌握发电厂常用的泵与风机的类型、结构和工作原理，掌握泵与风机的运行调节原理和近年来常用的调节方法。 （二） 课内实践要求：能进行管道流动伯努利方程的验定，水泵的性能试验。 （三） 其他要求：无 三、 教学内容 上篇 热工基础 (一) 热力学基本概念 一、主要内容： 1. 介绍工程热力学中的一些术语和概念：热力学系统、工质、基本状态参数（温度、压力、比容）等； 2. 讲述平衡状态与状态参数坐标图，引出热力过程、热力循环与准静态过程； 3. 讲述状态参数的变化规律、引出理想气体状态方程式； 4. 通过功与热量的定义，明确作功与传热是使工质状态变化和能量传递的两种方法，准静态过程的容积功在p-v图上表示和准静态过程的热量在T-s图上的表示。 二、基本要求 1. 理解和掌握工程热力学中的一些术语和概念：热力学系统、状态参数、平衡状态、准静态过程等。 2. 掌握状态参数的特征，状态参数坐标图、状态方程式、 3. 掌握热量和功量的特征，及利用系统的状态参数计算准静态过程的容积功和热量的方法。 4. 理解热力循环、热力过程的基本概念。 三、重点和难点 状态参数，状态参数坐标图、状态方程式。 (二) 热力学基本定律 一、主要内容： 1. 介绍热力学第一定律及其实质，介绍内能、焓、熵的概念； 2. 介绍稳定流动能量方程式及其分析，叙述稳定流动能量方程式在锅炉及换热器、汽轮机、泵与风机、喷管中的应用； 3. 介绍热力循环的类型和循环热效率的概念，叙述卡诺循环的组成和卡诺定理，通过例题讲述卡诺循环和卡诺定理的应用； 4. 叙述热力学第二定律的表达与实质，并用热力学第二定律分析工程实际问题。 二、基本要求 1. 深刻理解热力学第一定律的实质，熟练掌握热力学第一定律的表达式； 2. 理解内能、焓、熵的物理意义； 3. 掌握稳定流动能量方程式和其应用； 4. 理解介绍分析热力过程的目的和一般方法，掌握定容过程、定压过程、定温过程、绝热过程的状态参数图的表达和能量转化规律； 5. 深刻理解热力学第二定律的本质。 6. 掌握卡诺定理及其应用。 三、重点和难点 热力学第一定律的表达式； 掌握定容过程、定压过程、定温过程、绝热过程的状态参数图的表达；卡诺定理及其应用 (三) 气体流动 一、主要内容： 1. 介绍稳定流动时气流的基本方程式（连续性方程式、能量方程式、过程方程式）的意义和表达式； 2. 介绍气体在喷管中流动时状态参数的变化及喷管截面变化对流动的影响；介绍音速、马赫数、临界压力比的概念； 3. 通过例题讲述喷管内流速和流量的计算； 4. 介绍绝热节流的概念、绝热节流后蒸汽能量的变化及在h-s图上的表式； 5. 叙述工程上利用节流降压的特性为生产服务的方法，如利用节流减少汽轮机的轴封漏气、利用节流测定流量、利用节流调节汽轮机的功率等。 二、基本要求 1. 理解并掌握稳定流动时气流的基本方程式（连续性方程式、能量方程式、过程方程式）； 2. 理解喷管的分类和流动特性，会进行喷管内流速和流量的计算； 3. 理解绝热节流的概念、绝热节流后蒸汽能量的变化，掌握绝热节流的实际应用； 三、重点和难点 绝热节流的概念、绝热节流后蒸汽能量的变化及在h-s图上的表式；工程上利用节流降压的特性为生产服务的方法。 (四) 基本循环 一、主要内容： 1. 介绍水蒸气的性质和水蒸气的定压发生过程； 2. 叙述水蒸气的p-v 图、T-s 图、h-s图； 3. 分析水蒸气的热力过程，通过例题介绍利用水蒸气图表计算状态参数、内能的变化量、热量及功的方法； 4. 分析水蒸气参数变化对热力设备的影响； 5. 叙述朗肯循环的装置系统、T-s图，掌握朗肯循环的热经济指标和提高朗肯循环热效率的方法； 6. 介绍回热循环的目的、系统装置图及T-s图，采用回热循环的经济性的分析； 7. 介绍再热循环的目的、系统装置图及T-s图，采用一次再热循环的热经济分析； 8. 介绍多联产联合循环的目的，热电联合循环的两种基本方式：背压式汽轮机热电联合循环、调节抽气式汽轮机热电联合循环。介绍蒸汽燃气联合循环的系统装置图，特点。 二、基本要求 1. 了解水蒸气的定压发生过程，掌握水蒸气的性质； 2. 了解并掌握水蒸气的热力性质表和图的结构及使用方法，熟悉状态特点：一点（临界点）、二线（两条饱和曲线）、三区、五态（五种状态）； 3. 掌握水蒸气的热力过程； 4. 重点掌握朗肯循环的装置系统、T-s图，掌握朗肯循环的热经济指标和提高朗肯循环热效率的方法； 5. 掌握回热循环的目的、系统装置图及T-s图，理解回热循环的分析； 6. 掌握再热循环的目的、系统装置图及T-s图，理解一次再热循环的热经济分析； 7. 了解多联产联合循环的目的，了解背压式汽轮机热电联合循环系统装置图、经济性分析及调节抽气式汽轮机热电联合循环系统装置图、经济性分析，了解热电冷三联产、热电煤气三联产的优点、系统流程图； 8. 了解蒸汽燃气联合循环的系统装置图，特点。 三、重点和难点 重点掌握朗肯循环的装置系统、T-s图，掌握朗肯循环的热经济指标和提高朗肯循环热效率的方法；重点掌握回热循环的目的、系统装置图及T-s图；掌握再热循环的目的、系统装置图及T-s图。 (五) 传热的基本方式 一、主要内容： 1. 介绍导热的机理、导热的基本概念（温度场、等温面、导热系数等）、分析导热系数的影响因素； 2. 介绍傅立叶定律，重点通过例题讲述通过单层和多层平壁和圆筒壁的导热问题； 3. 讲述对流换热的机理和影响对流换热系数的因素； 4. 分析自然对流换热、强制对流换热、沸腾换热、凝结换热的特点和应用场合，通过例题叙述各种换热量的计算方法； 5. 叙述热辐射的基本机理和基本定律（斯蒂芬-波尔兹曼定律、基尔霍夫定律），通过例题讲述物体间辐射换热的计算方法，分析影响辐射换热的主要因素。 二、基本要求 1. 理解传热的三种基本方式的概念； 2. 熟悉三种传热方式基本换热规律； 3. 掌握各种换热方式的分析及热流量的计算； 4. 简单叙述气体辐射的特点，从而了解温室效应产生的原因。 三、重点和难点 传热的三种基本方式的概念；三种传热方式基本换热规律。 (六) 传热过程与换热器 一、主要内容： 1. 分析冷热介质热量传递的传热过程，引导出传热方程和传热系数、传热热阻； 2. 分析传热强化和削弱的措施； 3. 叙述换热器的类型； 4. 通过例题讲述几种典型换热器的计算方法。 二、基本要求 1. 要求理解传热过程、传热系数、传热热阻的概念； 2. 理解传热方程的意义； 3. 了解平壁、圆筒壁的传热计算； 4. 掌握传热增强与削弱的措施； 5. 要求理解换热器的基本概念、工作原理及特性； 6. 了解表面式换热器的传热计算方法。 三、重点和难点 传热过程、传热系数、传热热阻的概念；掌握传热增强与削弱的措施。 下篇 流体机械 (七) 流体力学的基本知识 一、主要内容： 1. 介绍流体的基本物理性质：流动性、压缩性和膨胀性，黏性； 2. 介绍常用的流体模型：不可压缩流体、理想流体等； 3. 讲述作用在流体上的力：压力和黏性力属于表面力，重力和惯性力属于质量力； 二、基本要求 1．理解流体的基本概念和基本的物理性质。 2．掌握作用在流体上的力。 3．建立流体力学中几种常用的力学模型概念。 三、重点和难点 流体的粘性和牛顿内磨擦定律。 （八） 流体静力学 一、主要内容： 1. 介绍流体静压力的两个基本特性； 2. 介绍重力液体静力学的两个基本表达式及其意义； 3. 重点讲述静力学基本方程的应用； 二、基本要求 1. 理解流体静压力的两个基本特性； 2. 掌握重力液体静力学的两个基本表达式及其意义； 3. 熟练掌握静力学基本方程的应用，特别是压力测量方法； 三、重点和难点 重点掌握静力学基本方程的应用。 （九） 流体动力学 一、主要内容： 1. 介绍描绘流体动力学采用的方法和描绘流体动力学的基本物理量； 2. 讲述管道流动的连续性方程及其应用； 3. 由能量守恒定律引出理想不可压缩流体的伯努利方程，进一步得到实际流体的伯努利方程，主要讲述伯努利方程的应用，如皮托管测速、文丘里流量计、射水（气）抽气器等； 二、基本要求 1. 理解描绘流体流动的基本物理量； 2. 掌握管道流动的连续性方程及其应用。 3. 重点掌握用连续性方程和伯努利方程解决管道流动的问题； 三、重点和难点 重点掌握用连续性方程和伯努利方程解决管道流动的问题。 （十） 流体流动的阻力损失 一、主要内容： 1. 介绍流体流动的形态，掌握雷诺数的定义及层流、紊流的判别标准； 2. 介绍紊流时均化的基本概念，紊流的结构； 3. 叙述管道流体流动阻力损失的基本类型和计算方法； 4. 讲述附面层的基本概念、基本特性，分析附面层分离产生的原因和条件，讲述卡门涡街的产生和危害； 5. 讲述绕流物体升力和阻力产生的原因及计算方法； 6. 叙述管道水力计算的基本方法，分析减少阻力损失的方法； 7. 介绍水击现象和虹吸现象，分析水击现象产生的原因和减少水击的措施。 二、基本要求 1. 理解层流、紊流、雷诺数、紊流时均化等基本概念； 2. 掌握管道流体流动阻力损失的基本类型和确定方法； 3. 理解附面层及附面层分离的原因， 4. 掌握绕流升力和阻力产生的原因及计算方法； 5. 掌握管道水力计算的基本方法，能应用各种流动阻力损失的计算公式分析和解决有关减小阻力损失等基本问题； 6. 理解水击现象和虹吸现象，掌握消除水击的措施。 三、重点和难点 重点掌握管道水力计算的基本方法，能应用各种流动阻力损失的计算公式分析和解决有关减小阻力损失等基本问题； （十一） 泵与风机的分类和原理 一、主要内容： 1. 介绍按照工作原理常用泵的分类与常用风机的分类； 2. 依次介绍离心式泵与风机、轴流式泵与风机、往复泵、水环式真空泵、齿轮泵、罗茨风机等的工作原理，并配合立体图； 3. 介绍各种类型泵与风机的主要特点和应用场合； 二、基本要求 1. 理解按照工作原理泵与风机分类，常用泵与风机的类型； 2. 掌握离心式泵与风机、轴流式泵与风机、往复泵、水环式真空泵、齿轮泵、罗茨风机等的工作原理； 三、重点和难点 重点掌握离心式泵与风机、轴流式泵与风机的工作原理。 （十二） 泵与风机的结构和性能 一、主要内容： 1. 介绍泵的主要部件：1依次介绍离心泵的主要部件（叶轮、州、导叶、吸入室、压处室、密封装置）2依次轴流泵和混流泵的主要部件（叶轮、轴、吸入管、导叶）； 2. 介绍风机的主要部件：1离心式风机的构造特点和应用场合，依次介绍各部件的结构，2依次介绍轴流式风机的各部件结构； 3. 简单叙述离心式泵与风机的叶轮理论：流体在叶轮中的运动和速度三角形，离心式叶轮叶片型式对HT∞的影响； 4. 概述轴流式泵与风机的特点、翼型和叶栅的概念； 5. 介绍泵与风机的性能参数：流量、扬程、功率、效率等； 6. 叙述离心式泵与风机性能曲线和性能曲线的分析，轴流式泵与风机性能曲线和性能曲线上的特点。 二、基本要求 1. 掌握泵与风机的各部件结构形式和原理； 2. 掌握离心式泵与风机的速度三角形、离心式叶轮叶片型式对HT∞的影响； 3. 理解轴流式泵与风机升力原理和翼型和叶栅的概念； 4. 掌握泵与风机的主要性能参数； 5. 掌握离心式泵与风机性能曲线的形状和性能曲线的分析； 6. 理解轴流式泵与风机性能曲线和性能曲线上的特点。 三、重点和难点 掌握离心式泵与风机性能曲线的形状和性能曲线的分析；掌握轴流式泵与风机性能曲线和性能曲线上的特点。 （十三） 泵与风机的运行 一、主要内容： 1. 介绍泵汽蚀产生的原因和危害，泵的两个汽蚀性能指标：吸上真空高度和汽蚀余量，提高泵抗汽蚀的措施； 2. 介绍泵与风机在管路中的运行工况由泵与风机的性能曲线和管路特性曲线共同确定并举例，叙述运行中影响工作点的因素和防止出现不稳定工况的措施； 3. 叙述泵与风机串联、并联工作情况； 4. 讲述泵与风机运行工况的调节方法：节流调节、入口导流器调节、动叶调节、汽蚀调节、变速调节（小汽机驱动的变速调节、液力偶合器、电磁滑差离合器）； 二、基本要求 1. 理解泵汽蚀产生的原因和危害，理解泵的两个汽蚀性能指标：吸上真空高度和汽蚀余量，掌握提高泵抗汽蚀的措施，会合理地确定泵的安装高度； 2. 会应用管路特性曲线和泵与风机的性能曲线确定工作点，并能预防不稳定工况的出现； 3. 掌握两种同型号和不同型号的泵与风机的串、并联问题； 4. 掌握泵与风机运行中常用的调节方法：节流调节、入口导流器调节、动叶调节、汽蚀调节、变速调节（小汽机驱动的变速调节、液力偶合器、电磁滑差离合器），了解每种调节方法的原理； 三、重点和难点 泵与风机运行工况的调节方法：节流调节、入口导流器调节、动叶调节、汽蚀调节、变速调节（小汽机驱动的变速调节、液力偶合器、电磁滑差离合器）。 四、教学手段 结合挂图，利用多媒体课件，授课为主。 五、建议学时分配 表一：教学内容及时间分配表 课程内容 授课时数 实验时数 习题课 总时数 （一）热力学基本概念 2 （二）热力学基本定律 4 （三）气体的流动 2 （四）蒸汽动力循环 ８ （五）传热基本方式 4 （六）传热过程与换热器 6 （七）流体基本概念 2 （八）流体静力学 4 （九）流体动力学 6 （十）流体流动的阻力损失 6 实验 伯努利方程 2 （十一）泵与风机的分类 ２ （十二）泵与风机的结构与性能 6 实验 泵的性能试验 2 （十三）泵与风机的运行 4 复习与机动 2 合计 60 六、考核方式本课程为考查课，采用平时作业10%，开卷综合分析解答30%，口试10%，闭卷考试50% 七、教材和参考书 参考教材《热工与流体机械》黄蔚雯主编中国电力出版社2007 流体力学（Fluid Mechanics） 二 学分、学时 学分：2.00 学时：32 三 教学对象 机械工程及自动化专业本科生 四 开课单位 机电工程学院热能与动力工程系 五 先修课程 《高等数学》 《大学物理》 《大学英语》 《理论力学》 《热工基础》 六 教材及参考书 七 课程性质、作用、教学目标（含知识、能力、素质的要求） 学科专业基础课；教学目标：使学生掌握流体的平衡和运动的基本规律。学会必要的流体力学分析、计算方法，培养学生分析、解决实际问题的能力，为学好后继课程和从事专业技术工作及科学研究打下必要的流体力学基础。 八 教学内容基本要求 基本内容 1、流体及其主要物理性质 连续介质模型、作用在流体上的力、流体的密度、压缩性、粘性。 2、流体静力学 流体静压强及其特性，流体的平衡微分方程式，绝对与相对静止流体中的压强分布规律，平面与曲面上的流体总压力。 3、流体运动学基础 描述流体运动的欧拉方法和拉格朗日方法、质点导数及其定义、定常流动与非定常流动、一、二、三元流动、迹线、流线、流管、流束、流量、连续性方程。 4、流体动力学基础 不可压缩流体的微分方程简介，伯努力方程及其应用、动量方程及其应用。 5、不可压缩粘性流体一元流动 层流与紊流、紊流的脉动特性及时均化，混合长度假设，圆管内层流与紊流的速度分布和沿程损失的计算、简单管道的水力计算。 6、孔口出流 薄壁孔口出流、厚壁孔口出流，伯努力方程的应用。 7、缝隙流动 平行平面缝隙、同心环形缝隙，偏心环形缝隙，平行圆盘缝隙。 8、可压缩流体的一元流动 音速，微弱扰动波在气体中的传播，马赫数，马赫角，马赫锥（线）。一元等熵流动的基本方程及其基本特性参数。 9、相似原理与量纲分析 流动的相似，相似准则数的物理意义。 流体力学的基本模化试验方法。 基本要求 1、能正确理解本课程的基本概念。 2、能正确理解本课程的基本理论及其所描述的流体力学问题。 3、能正确理解本课程所涉及的流体力学基本分析方法。 4、能掌握基本方程的导出和应用条件，并能清晰了解其各项的物理意义。 5、能独立地应用基本概念、基本理论和基本方法去分析与本专业有关的实际问题和求解练习题，习题数不少于25题。 九 实践性环节的内容、要求 通过演示实验和测量实验，加深对流动现象（如层流、紊流，汽蚀、水击、两相流动等）的认识，加深对能量（势能、压力能、动能等）转换的认识。 有条件时，可开设1学时的两相流实验。 实验学时：2（流体力学实验室建好后增加到4-6学时） 十 多媒体教学手段运用的内容、要求及占用学时（或学时比例） 多媒体教学手段占50％ 十一 考核方式 平时成绩、阶段测验、期末考试 十二 教学大纲说明 （一）本课程的重点与难点 1、流体及其物理性质，重点是流体的粘性和牛顿内摩擦定律。 2、流体静力学的重点是静止流体和相对静止流体中的压力分布规律及其计算。巩固绝对压力、表压力和真空的概念。平面与曲面上的水压力，介绍压力体的概念。 3、流体流动的基础 重点是一元流动的三个基本方程：连续向方程，伯努利方程，动量方程。 阐明研究流体流动的拉格朗日法和欧拉法的实质以及当地加速度和迁移加速度的概念和计算。 阐明定常流动与非定常流动、迹线和流线、流管、流束、有效截面、流量等基本概念。 4、粘性流体的一元流动 重点是总流的伯努力方程、两类损失及其计算，伯努力方程的应用。 结合雷诺实验讲清楚沿程损失与两种流动状态（层流和紊流）的关系以及区分两种流动状态的准则数- 雷诺数，阐明雷诺数的物理意义。 圆管中层流流动的精确解。阐述紊流附加切向应力的概念。 5、孔口出流 重点阐明如何运用伯努力方程求解孔口出流问题。 6、缝隙流动 示范N－S方程的简化及具体应用，重点阐明缝隙流动在机械工程中的应用。 7、气体的一元流动 从微弱扰动波的一元传播中导出音速公式。阐明微弱扰动波在气体中传播现象，定义马赫数、马赫角和马赫锥（线）。阐明气流速度和截面的关系。 （二）本课程与其它课程的联系与分工要点 本课程的选修课程有高等数学、普通物理学、大学英语、理论力学、热工基础、程序设计语言等。 1．高等数学：包括的微分学、积分学、级数和常微分方程。 2．普通物理学：它的力学、热力学是学习本课程的基础。 3．理论力学：是学习本课程的重要基础，特别是其中的受力分析与平衡方程式，各类运动分析与速度合成，牛顿三定律以及动力学的三个基本定力（动量定理、动量矩定理、动能定力）等。 4.热工基础：是学习本课程气体动力学部分的重要基础，特别是其中的状态参数，热力学第一定律、第二定律，气体的热力性质和热力过程等。 5.大学英语：本课程已逐步采用双语教学。 本文来源：https://www.wddqw.com/doc/7d9bff5cf76527d3240c844769eae009581ba2f0.html