《流體力學與流體機械》課程教學大綱

《流體力學與流體機械》課程教學大綱（2019版）

大綱主撰人：任海軍大綱審核人：吳銳

一、課程基本情況

課程代碼：1021139634

課程名稱：流體力學與流體機械/FluidMecanicsandFluidcines

課程類別：專業(yè)必修課程

開課學期：學期

學分：2.5

學時：40學時

理論學時：32學時

實驗/實踐學時：8學時

適用專業(yè)：過程裝備與控制工程

適用對象：本科

先修課程：高等數(shù)學A、線性代數(shù)A、工程圖學I、工程圖學II、機械工程材料、理論力學

B、材料力學B、機械原理。

開課院系：機械工程學院

二、課程簡介

流體力學與流體機械是過程裝備與控制工程專業(yè)的一門專業(yè)必修課程。內(nèi)容有流體靜力學，一元流

體動力學，不可壓縮流體動力學，孔口和管路計算的基本理論，相似原理與因次分析；離心泵與風機的

原理和特性，泵與風機安裝方法和選型等內(nèi)容。

三、課程教學任務(wù)與教學目標

（一）教學任務(wù)

通過本課程的學習，掌握流體力學、泵與風機必要的科學知識，并將其運用到復雜過程裝備工

程中。具有綜合運用過程裝備與控制理論和技術(shù)手段分析、評價設(shè)備優(yōu)化運行的能力。

緊緊圍繞畢業(yè)達成完成授課，使學生在流體平衡與運動方面具備必要的基礎(chǔ)知識，掌握流體力

學的基本概念，基本原理和技能，并具有一定的分析、解決實際工程中中涉及流體力學問題的能力；

掌握流體力學相似性原理，利用相似準數(shù)和模型律指導工程應(yīng)用；

在實驗?zāi)芰?、運算能力、抽象思維能力、數(shù)據(jù)歸納和整理方面方面進行必要的訓練：

掌握風機與泵的工作原埋、構(gòu)造和性能，掌握離心式泵與風機的運行調(diào)節(jié)原埋、使用和選型原

則，具備一定的生產(chǎn)組織管理能力，能組織團隊成員開展生產(chǎn)運營工作，并協(xié)調(diào)完成生產(chǎn)工作任務(wù)。

（二）教學目標

1.教學目標

（I）掌握流體靜壓的分布規(guī)律，能進行點壓強測量計算和流體作用在壁面上的總壓力的計算。

（支撐畢業(yè)要求指標點2.3）

（2）掌握連續(xù)方程、能量方程、動量方程,能運用這些方程對過程裝備工程中有關(guān)的流體力學問

題進行分析和計算。（支撐畢業(yè)要求指標點L2?23）

（3）對于恒定有壓的管流，能夠判別流態(tài)，并能用有關(guān)圖表選擇相應(yīng)的能量損失系數(shù)，進行工程

中復雜管路計算。（支撐畢業(yè)要求指標點2.3）

（4）能進行流體有關(guān)性能參數(shù)的測試，具有分析實驗數(shù)據(jù)分析與歸納整理能力，并能提出問題，

解決問題。（支撐畢業(yè)要求指標點2.2與23）

（5）掌握流體力學相似性原理，利用相似準數(shù)和模型律指導工程應(yīng)用。（支撐畢業(yè)要求指標點3.3）

（6）掌握風機的性能曲線、特性曲線和選擇曲線，能根據(jù)生產(chǎn)條件正確的選擇風機、使用風機，

具備實際生產(chǎn)運行組織和管理能力。（支撐畢業(yè)要求指標點93）

（7）根據(jù)離心泵的特性曲線和選擇曲線，按照生產(chǎn)的需要正確的選擇和使用離心泵。（支撐畢業(yè)

要求指標點6.1）

2、教學目標對畢業(yè)要求的支撐矩陣

表1教學目標對畢業(yè)要求的支撐矩陣

畢業(yè)要求二級指標點課程教學目標

(1)(2)(5)(6)(7)

2.3掌握靜壓分布規(guī)律,能進行點壓強

2.問題分析：能夠應(yīng)用數(shù)學、自然科學和過

測量計算和流體作用在壁面上的總壓

程裝備與控制工程學科的基本原理，識別、7

力的計算。并將其運用到復雜過程裝

表達、分析過程裝備領(lǐng)域復雜工程問題。

備工程中。

2.3掌握連續(xù)方程、能量方程、動量方

2.問題分析：能夠應(yīng)用數(shù)學、自然科學和過程,能運用這些方程對過程裝備11程

程裝備與控制工程學科的基本原理，識別、

中有關(guān)的流體力學問題進行分析和計V

表達、分析過程裝備領(lǐng)域復雜工程問題。

算。

3.設(shè)計/開發(fā)解決方案：綜合運用理論和技

3.3掌握流體力學相似性原理，利用相

術(shù)手段，能夠進行機械系統(tǒng)、控制系統(tǒng)、過7

似準數(shù)和模型律指導工程應(yīng)用。

程工業(yè)成套裝備的設(shè)計和加工制造。

6.1掌握風機的性能曲線、特性曲線和

6.工程與社會:能夠基于過程裝備與控制工

選擇曲線，能根據(jù)生產(chǎn)條件正確的選擇

程相關(guān)背景知識進行合理分析，評價過程裝

風機、使用風機，具備初步的生產(chǎn)運行

備與控制工程專業(yè)工程實踐和過程裝備領(lǐng)域

組織和管理能力。具有綜合運用過程裝7

復雜工程問題解決方案對社會、建康、安

備與控制T.程理論和技術(shù)手段分析、評

全、法律以及文化的影響，并理解應(yīng)承擔的

價泵與風機的性能。

責任。

9.3根據(jù)離心泵的特性曲線和選擇曲

9.個人和團隊：能夠在多學科背景下的團隊

線，按照生產(chǎn)的需要正確的選擇和使用1

中承擔個體、團隊成員以及負責人的角色。7

離心泵。

四、教學內(nèi)容及要求

（-）教學內(nèi)容及要求

表2教學內(nèi)容、要求與達成

章節(jié)達成支撐

教學目標教學內(nèi)容教學要求難點

（學時）教學活動達成能力途徑目標

1.通過本章的

質(zhì)量力和我面學習,使學生

1掌.握流體

力：對流體及其11

作用力的分

所有消斷的人

類；【課前提問】何為流體？何為質(zhì)點？

慣性、鉆淘識

2掌.握流體【課堂講授】作用在流體上的力的分

性、壓墻性和2.正確認識K

的力學性類；流體的力學性質(zhì)：三個的模型，隼業(yè)要求1工程知識的“掌握門然科學

熱脹性、衣面同的單位制【本章】常用課堂提

章旗；連續(xù)介偵模型、理想流體喚里、不可知識，并將其運用到“雜過程裝備工載學n標

張力特性：度，拿握常用物理單位因次問、

結(jié)論（2）3,熟卷流體壓縮流體模型：單位制度及因次，程中1

物理電位的因及推導，期末考試

的力學模【敕學】講授'案例教學'混合式教學,

連續(xù)介質(zhì)檢次及推導;

勃收、理惚流體【習題作業(yè)】ft：4k1-4：1-5：l-7

3應(yīng)用牛愉Tt

單位制度和模型、不可壓1-12.

摩擦定律計。

物理鳳囚笫流體怏型：

粘性：4.能注

次.物理的單位

At行液體壓縮生

和冷位制度.

的范本計目.

【本章】：流

L掌握樂蜃

體靜壓強的基【課前提問】何為海體的拈性?

壓強的概念.的基本特

本方程式,流壓強的測及方法有哪些？

1.然悉謝體流體靜壓強的性，壓強的

體靜壓法的分【課堂講授】樂就的概念，流體冷樂

解技強、特特性：座址其itt以

布規(guī)律，作用強的特性：風強的測址方法：作用于

性及其分布及不同基相平面的液體壓力訶算.課堂提

章于平面的液體空業(yè)要求2何腕分析的“運用過程裝在與

規(guī)律:壓強的計算如下壓強的表問、作教學H標

流體件力壓力的計算，【課堂討論】曲面J的液體上力如何擰制工程專業(yè)知識對過程裝備領(lǐng)域復雜

2.掌握作用準和度量單示和換完.業(yè)、期末1

學⑷【本章難點】計外?工程問題進行建模、求解和分析。

于平面的液位：2.使進行壓考試

流體靜不強大【教學】講授'案例教學代果堂研討"混

體壓力的計強的測量.

作用于平面的小特性的推導合式敕學

W.3.能進行作用

液體樂力計證明及歐拉微

于平面的液本【習題作業(yè)】章作業(yè)2-1；2-7；2-9；

分方程的推

W.壓力的計算.2-30：2-3U

導…

章節(jié)達成支撐

教學目標教學內(nèi)容教學要求難點教學活動達成能力

（學時）途徑目標

【課前案例】水塔供水的流般分析.畢業(yè)鏗求問題分析的“運用數(shù)學、自然

1.學嬋管網(wǎng)【本章】掌握2

1.常握管路的基【課堂餅投】孔口出海分析:孔口淹沒科學基本原理?研究、分析過程裝備我

的分析與計汽路的工程實課堂提

章孔a管孔“管嘴管路本計就.出流分析：管嘴出流分析:管網(wǎng)計算:城或朵工程何超，"運用過程裝符與

算：際計算應(yīng)用.何、習題教學目標

噴管路流流動分析與計2.具備一定的管水擊的危害及其預防.控制工程專業(yè)知識對過程裝備領(lǐng)域亞雜

2模.擬管路【本常魔點】

動<4'算.網(wǎng)分析和計算【習地作業(yè)】意作業(yè)I：5-15125-工程問題進行建模、求解和分析，尋求作業(yè)、期3、4

的工程實際管網(wǎng)的分析計

的能力斯礎(chǔ),16sl8.方案.”

計算應(yīng)用.算。末考試

【教學】講授'窠例鞍中混專式教學

1工.作原理及1.掌握泵與M機【本?！肯蹬c

【課前提問】何為風機的速度三角形？

性能卷數(shù)；性能金數(shù)，能風機的性能叁

1本.握泵與【課堂講授】速度三角形,歐拉方程；

2離.心系與風做刀本的計?.理論性能課堂提

第「一章風機的性能泵與/機的理論性能曲般；相似律與比畢業(yè)要求2問題分析的一運用數(shù)學、自挑

機的炒木方程算，2.使運用無曲或，實際性

葉片式泵參數(shù)；轉(zhuǎn)數(shù).科學基本匣理，研究、分析過程裝備洱問、習題

式：因次特性曲線他曲線,無閃教學目標

與風帆的2運.用無因【課堂討論】有限葉片時對土出口速域城雜工程同期二,,運用過程裝住、作業(yè)、討

3.泉與風機的初步偷定風機次特性曲線.

理論基礎(chǔ)次特性曲線度三角形的影響.控制r程專業(yè)知識對過程裝備領(lǐng)域復雜5、6

實際性能曲的型號.3.竽握【本章難點】論、期末

<6>初步確定風【習題作業(yè)】蕭士一奉作業(yè)11，，li-工程問題迸行建模、求解和分析,尋求

捌相似率在實際逵度三角形的

機的型號.ft：11-9：11-14.方案.”考試

4相.似律與比T程中的應(yīng)分析,比轉(zhuǎn)數(shù)

【教學】講授,案例數(shù)爭混合式教學

轉(zhuǎn)數(shù)用.的推導.

章節(jié)達成支撐

教學目標教學內(nèi)容教學要求難點教學活動達成能力

(學時)途徑目標

【停光講授】節(jié)略件能向純川陽1

況?工作點,穩(wěn)定工作的條?牛:

泵與風機的聯(lián)并聯(lián)運行,中聯(lián)運行：改變育路性能

1.掌握泉17風機的【本章】離心泵事業(yè)要求2向應(yīng)分析的“運用歿學、自然

第十二章葉合運行；的調(diào)節(jié)方法，改變泵與風機在能曲毆課堂提

聯(lián)合運行及工況與風機的工況調(diào)科學基本康理，研究、分析過程裝在軟

片式泵與風1.挈握聯(lián)合運癟心泉與風機的調(diào)節(jié)方法.問、習強

同節(jié)：節(jié)方法.城儀朵工程何題，“運用過程裝備“載學H標

機在管路上行時的工況調(diào)的工況調(diào)節(jié)；【課堂討論】管道進出口門由他對風作業(yè)、課

2.對氣體首道壓力【本章難點】控制工程專業(yè)知識對過程裝備匹域復興6

的工作分析節(jié).氣體管道壓力機與管路性能曲城的影響〃堂測驗、

分布掌握初步的氣體管道壓力分r程問題進行建模、求解和分析,尋求

及調(diào)節(jié)(2)分布的分析方期末考試

分析方法.布的分析方法.【習題作業(yè)】第卜二章作業(yè)12-h12-方案."

法.3：12-4：12-5.

【教學】講授,案例敦學\混合式教學'課

堂對論.

【本章】泉的汽

1闔.心泉的構(gòu)造

辿余朵，泉的安

特點：【課前提問】何為泉的穴位說余？率業(yè)要求2問題分析的“運用數(shù)學、自然

1.掌握泵的安1.掌握泵與風機裝高度的計算.

第十三章集2.離心式風機的【課fit講授】揚程計“大門汽他與科學翦本原理.研冗，分析過程裝臺依課堂提

裝禽度計算:選型方法.泵與風機的選

與風機的安構(gòu)造特點：安奘高度計算。泵與風機的出掙，域攵雜工程何即”.H運用過程袋備與問、習/教學目標

2.能正確的選2.在實際工程中使

裝與選擇3.泵的汽蝕與安【習題作業(yè)】補充作業(yè)13*4；134；控制工程。業(yè)知識對過程裝符領(lǐng)域更雜作業(yè)、期7

椽感心泵與風碉定案的安及島【本常理點】按

(2)裝高位；13-6.13-7。1：程問四進行建模'求杼和分析,尋求末考試

機.度.泉的汽設(shè)余量碉

4.泵與風機的送【教學】講授'案例找的混合式教學方案.”

定泵的安裝高

?.

度.

五、課程考核與評分標準

（一）考核

表4教學目標的考核

序

教學目標考核內(nèi)容考核

號

掌握靜壓分布規(guī)律，能進行點壓強測量計

課堂提問與討論、

1壓強的測量；平面上的

算和流體作用在壁面上的總壓力的計算。作業(yè)、期末考試

作用力計算。

掌握連續(xù)方程、能量方程、動量方程，能

運用這些方程對過程裝備工程中有關(guān)的流伯努利方程的應(yīng)用；動課堂提問與討論、

2

量方程的應(yīng)用。作業(yè)、期末考試

體力學問題進行分析和計算。

對于恒定有壓的管流，能夠判別流態(tài)，并

能用有關(guān)圖表選擇相應(yīng)的能量損失系數(shù)，層流與紊流；雷諾數(shù)；課堂提問叮討論、

3

沿程阻力與局部阻力。作業(yè)、期末考試

進行T程中匏雜管路計算.

能進行流體有關(guān)性能參數(shù)的測試，具有分

實驗的操作，數(shù)據(jù)的分

析實驗數(shù)據(jù)分析與歸納整理能力，并能提課堂提問與討論、

4析，實驗報告的整理能

作業(yè)、期末考試

出問題，解決問題。力。

掌握流體力學相似性原理，利用相似準數(shù)

相似準數(shù)；模型律的應(yīng)課堂提問與討論、

5

和模型律指導工程應(yīng)用。用作業(yè)、期末考試

掌握風機的性能曲線、特性曲線和選擇曲

線，能根據(jù)生產(chǎn)條件正確的選擇風機、使風機的性能，無因次特

課堂提問與討論、

6性曲線，管路特性曲

用風機，具備實際生產(chǎn)運行組織和管理能作業(yè)、期末考試

線。

力

根據(jù)離心泵的特性曲線和選擇曲線，按照

泵與風機的安裝，泵與課堂提問與討論、

7

生產(chǎn)的需要正確的選擇和使用離心泵。風機的選型。作業(yè)、期末考試

（二）總成績構(gòu)成

表5總成績構(gòu)成表

序教學目標在各考核（環(huán)節(jié)）中的比例

教學目標

號教學

課堂提問

目標作業(yè)研討實驗期末占總成績

+考勤比例

考試

掌握靜壓分布規(guī)律，能進行點壓強

1

測量計算和流體作用在壁面上的總

1%1%2%10%14%

壓力的計算。

掌握連續(xù)方程、能量方程、動量方

2

程，能運用這些方程對與本專業(yè)有

1%1%2%5%10%19%

關(guān)的一般流體力學問題進行分析和

計算。

對于恒定有壓的管流，能夠判別流

3

態(tài)，并能用有關(guān)圖表選擇相應(yīng)的能1%1%5%10%17%

量損失系數(shù)，進行復雜管路計算。

4能進行流體有關(guān)性能參數(shù)的測試，

具有分析實驗數(shù)據(jù)和編寫實驗報告1%10%11%

的能力。

5掌握流體力學相似性原理，常用的

1%2%6%9%

相似準數(shù)和模型律。

6掌握風機的性能曲線、特性曲線和

選擇曲線，能根據(jù)生產(chǎn)條件正確的

1%1%2%12%16%

選擇風機、使用風機，具備初步的

生產(chǎn)運行組織和管理能力。

7根據(jù)離心泵的特性曲線和選擇曲

線，按照生產(chǎn)的需要正確的選擇和1%1%12%14%

使用離心泵。

考核占總成績比例7%5%8%