流体力学泵与风机(教学大纲)

《流体力学泵与风机》课程教学大纲

课程简介

课程简介：本门课程讲述流体的基本概念和属性，尤其是流体与刚体和固体在力学行为方面的区别。以此为基础和出发点，介绍流体静平衡所遵循规律及点压和面压的计算方法，并以介绍流体运动的一系列基本概念为前提，推导出流体力学的三大基本方程。然后介绍管路系统的水力计算和流体孔口出流计算以及水击现象的基本概念，并介绍相似性原理和因次分析方法，讲述泵与风机工作原理及典型结构，了解泵与风机的实际运行知识，重点掌握如何选择泵与风机。

课程大纲

一、课程的性质与任务：

本课程是热能与动力工程、建筑环境与设备工程专业的主干技术基础课程之一，是学科基础课。本课程是研究流体的基本力学规律及其在工程（特别是本专业各类工程）中应用的一门学科。

本课程以流体力学基础为主，流体力学部分学生主要应掌握基本理论和计算方法，特别是一元流动的基本理论和计算方法，需要牢固掌握泵与风机结构、工作原理和运行维护知识。这为后续课程的学习提供必要基础知识和计算方法，同时，也为学生今后解决生产实际问题打下理论基础和技能准备。

二、课程的目的与基本要求：

本课程以讲述流体力学基本概念、基础知识和基本原理为主，特别

是一元流动的基本理论和计算方法，培养学生从纷繁复杂的流体运动中

突出主要矛盾、忽略次要矛盾、提炼力学模型的辩证唯物主义的科学思

维方法，着重培养学生解决工程问题的能力。了解流体力学课程的基本

内容及其在制冷、空调、建筑给排水、食品冷藏等工程中的应用，认识

到流体力学是热能与动力工程、建筑环境与设备工程专业的主要专业技术基础课。并通过一定数量习题和实验，使学生具有足够的感性认识和实际动手的能力。通过学习，能正确掌握本课程对各类流体力学问题的分析和处理方法。

三、面向专业：

热能与动力工程、建筑环境与设备工程

四、先修课程：

《高等数学》、《大学物理》、《工程数学》、《工程力学》等。

五、本课程与其它课程的联系：

本课程的先修课程：《高等数学》、《大学物理》、《工程数学》、《工程力学》等。与本课程之间联系是：

1)高等数学：本课程需要高等数学中微分学、积分学、场论等方面

的基础知识；

2)大学物理：大学物理中的力学、分子物理学和热力学以及振动和

波都是学习本课程的基础；

3)工程力学：工程力学是学习本课程的重要基础，特别是其中连续

介质取分离体的概念，应力的概念，受力分析与平衡方程式，牛

顿第二定理及动量定律等。

本课程的后续课程：《传热传质学》、《流体输配管网》、《暖通空调》、《制冷原理与设备》、《汽轮机》等，本课程是学好这些后续课程必备的专业基础。

六、教学内容安排、要求、学时分配及作业：

第一章绪论（4学时）

1．流体力学的研究对象、任务及应用(B)；

2．作用在流体上的力(A)；

3．流体的主要力学性质(A)；

4．流体的力学模型(B)。

作业：P12—P13，习题1-3、1-7、1-9、1-12、1-14.

第二章流体静力学（8学时）

1．流体静压强及其特性(A)；

2．流体平衡微分方程(A)；

3．重力作用下静压强的分布规律(A)；

4．压强的表示方法(A)；

5．液柱式测压计(A)；

6．作用于平面上的液体总压力(B)。

作业：P43—P47，习题2-1、2-3、2-11、2-19、2-22、2-23、2-27、2-28.

第三章一元流体动力学基础（8学时）

1.描述流体运动的两种方法(A)；

2.描述流场的几个概念(B)；

3.连续性方程(A)；

4.恒定元流能量方程(A)；

5.过流断面的压强分布(A);

6.恒定总流能量方程(A)；

7.能量方程的应用(A)；

8.总水头线和测压管水头线(B)

9.恒定气流能量方程(A)；

10.恒定流动量方程(B)。

作业：P85—89，习题3-3、3-5、3-8、3-9、3-12、3-13、

3-21、3-25、3-28、3-29.

第四章流动阻力与能量损失（8学时）

1.沿程损失和局部损失(A)；

2.两种流态与雷诺数(A)；

3.圆管均匀流及其沿程损失(A)；

4.圆管中的层流运动(A)；

5.紊流运动的特(A)性和紊流阻力(A)；

6.尼古拉兹实验(B)；

7.工业管道紊流阻力系数的计算(A)；

8.非圆管流的沿程损失(A)；

9.管道流动的局部损失(B)；

10.减少阻力的措施(C)。

作业：P126—129，习题4-2、4-5、4-8、4-19、4-21、4-23、4-27、4-29、补充习题2道.

第五章孔口管嘴管路流动（6学时）

1.孔口自由出流(A)；

2.孔口淹没出流(A)；

3.管嘴出流(A)；

4.简单管路(A)；

5.管路的串联与并联(A)；

6.管网计算基础(C)。

作业：P152－P155,习题5-3、5-8、5-15、5-17、5-22、5-24、补充习题1道.

第六章气体射流（5学时）

1.气体空间淹没紊流射流的特性(B)；

2.圆段面射流的运动分析(B)；

3.平面射流(B)；

4.温差或浓差射流(B)；

5.有限空间射流(C)。

作业：P179—P180，习题6-1、6-2、6-6、6-10、6-11．

第十章相似性原理和因次分析（5学时）

1.力学相似性原理(A)；

2.相似准数(B)；

3.模型率(B)；

4.因次分析法(A)。

作业：P284—P285，习题10-1、10-3、10-6、10-11、补充习题一道.

第十一章叶片式泵与风机的理论基础（8学时）

1.工作原理及性能参数(A)；

2.离心式泵与风机的基本方程－欧拉方程(B)；

3.叶型及其对性能的影响(B);

4.理论的流量－压头曲线和流量－功率曲线(A)；

5.泵与风机的实际性能曲线(B)；