《流体力学与热工基础》教学大纲重点难点.docx

流体力学与热工根底教学大纲学时范围：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根底课，旨在为专业课的学习奠定必要的根底，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把握热力学、流体力学和传热学的根底学问、根底理论和计算，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进展。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根底和工程制图，后续课程是制冷技术、空气调整系统、中心空调、流体机械与制冷压缩机、冰箱空调器及其修理、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根底、工质及其它介质的流淌计算， 制冷装置中换热过程的根本原理及计算。但只涉及到装置的热力过程，不涉及装置的构造、分类、选型及制造工艺等。四、 课程的根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根本参数，气体状态方程，把握热力学第确定律、其次定律，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，把握阻力损失的计算方法；了解传热的三种方式及其规律，重点把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根本参数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，把握其单位换算；深刻理解气态工质的状态方程，工质的比热,并能娴熟运用和计算。*其次章 热力学根本定律1. 热力学第确定律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. 气体的根本热力过程5. 热力学其次定律6. 熵和温熵图要求：在理解内能和膨胀功的根底上理解热力学第确定律；在理解闭口系、开口 系、推动功、轴功的根底上深刻理解稳定流能量方程式及焓的物理意义；娴熟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。把握过程、过程方程式，并运用第确定律确定状态参数和对外的热量、功量交换。理解热力学其次定律，把握卡诺循环、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、汽化热与分散热等概念，把握蒸汽图表的使用，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，把握压缩蒸汽制冷循环的热量、功量和制冷系数的计算。了解热泵循环的根本学问。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：把握道尔顿定律及混合气体的比热计算；把握湿度、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，并进展热力计算。其次篇 流体力学第六章 流体性质及根本参数1流体的力学性质2. 流体静压强分布规律3. 静压强根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，把握流体静压强分布规律、静压强根本方程及其在连通器、液柱式测压计中的应用。*第七章 流体动力学根底1流体动力学根本概念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，娴熟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 流体流淌阻力及管路计算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. 减小流淌阻力的途径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，娴熟把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根本思想，并能借助设计手册进展计算。把握局部损失的计算，了解削减阻力损失的方法。本章可作层流、紊流的演示试验。第三篇 传热学第九章 导热1导热根本定律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，把握傅里叶定律的物理意义，娴熟进展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. 相像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. 沸腾与分散换热要求：了解牛顿冷却定律及影响对流换热的因素，理解相像理论的根本思想、相像准则、准则方程、定性温度和定形尺寸的意义和作用。娴熟地利用准则方程计算大空间自然对流、管内受迫流淌、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、竖管和竖壁的分散换热。第十一章 辐射换热1. 热辐射的根本定律2. 物体之间的辐射换热要求：理解吸取、反射、透射、黑体、灰体、辐射强度等概念，把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，把握两平行平板、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. 传热的增加与减弱3. 换热器要求：把握平壁和圆筒壁的复合传热计算，了解换热器类型，把握平均温差的计算及换热器设计计算的根本思想。六、 学时安排建议七、 说明1. 可安排流型转换演示试验及管内强迫对流换热试验。2. 打“*”者为重点章节。学时安排建议表学时安排序号 章节教学内容教学方法 考核方法 备注理论 实训1第一章工质与气态方程6-2其次章热力学根本定律12-3第三章蒸汽6-4第四章制冷循环4-5第五章湿空气6-6第六章流体性质及根本参数6-7第七章流体动力学根底6-8第八章流体流淌阻力及管路计算122-9第九章导热4-10第十章对流换热84-11第十一章辐射换热6-12第十二章传热过程与换热器8-八、 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，留意削减不必要的推导，侧重理论、公式概念的理解和应用；留意宏观的物理现象，不涉及微观的领域；内容贴近专业，表达针对性和有用性。各局部内容有以下特点：一 工程热力学1. 精选了五大局部内容以表达专业特点。传统的抱负气体及其热力过程只略讲； 实际气体的性质、气体和蒸汽的流淌、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根底均不讲授。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。既为热力学的争论定下基调，又为热力学第确定律的应用埋下伏笔。3. 热力学第确定律和其次定律合为一章。内能只讲宏观的概念，第确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，不必表达。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. 只选择了必要的三局部，各局部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，利用开口容器简洁推导出 Z+P/=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. 动力学局部以欧拉法为主，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动身，引出紊流的分区，按不同的公式计算。三 传热学1. 包括三种根本传热方式及传热过程和换热器，内容精炼、有用、不涉及非稳态。2. 对流局部不引入边界层概念，但却包含相像理论。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。依据专业需要，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分散换热。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。流体力学与热工根底闻编辑：admin点击率：220发表时间：2023-12-6流体力学与热工根底教学大纲课程编号：012205 适合专业：复合材料学时：64 学时，其中讲课：56 学时，试验学时：8 学时学分：4课程性质：学科专业根底课先修课程：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、传热学和燃烧学学问于一体，是无机非金属材料科学专业学生必修的一门专业根底课，其特点是以中学关于流体、传热等概念为根底，以高等数学讲解的数学方法为工具，具体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格外强的课程。本课程的主要内容分三大局部：第一局部是“流体力学与设备”：“流体力学”局部，它从建立流体的连续介质模型动身，运用数学工具来争论流体的平衡及运动规律，着重争论流体的连续性方程、能量方程、动量方程等；“流体设备”局部，它以工厂中常见的流体设 备泵与风机为争论对象，争论叶轮机械的构造及工作原理。其次局部是“传热学”局部，主要介绍三种传热方式的根本理论和根本应用。第三局部是“燃烧学”局部，主要介绍燃料的根本特性和燃烧的根本理论与计算。课程的根本要求通过本课程的学习，学生应当具备分析解决硅酸盐行业中流体流淌、流体设备、热工过程中所遇问题的力气。授课中，以教材为主，同时针对教材中存在的陈旧学问、内容稍少等缺乏， 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育学生分析问题和解决问题的力气，标准学生解题格式，留意理论联系实际，强试验技能的培育。在授课中选择适当的时机，组织课堂争论或请在本课程相关领域卓有成绩的专家教授来授课，以调动学生的乐观性，活泼课堂气氛，并培育学生相应的力气。流体力学课程课程内容与学时数安排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流体力学的争论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、外表力二、质量力其次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流体的静力学根本方程式§2.4静力学根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流体动力学的根本概念一、争论方法二、流淌的分类三、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抱负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 流淌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尼古拉兹试验§4.6非圆管的沿程损失§4.7管道流淌的局部损失第五章 孔口管嘴管路流淌授课学时：4§5.1 孔口自由出流§5.2 孔口漂移出流§5.3 管嘴出流§5.4 简洁管路§5.5 管路的串联和并联第六章 相像原理和因次分析§6.1 力学相像原理§6.2 相像准数下篇泵与风机12 学时第七章离心式泵与风机的理论根底时：6§7.1工作原理和性能参数§7.2离心式泵与风机的根本方程式欧拉方程授课学时：2授课学§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相像率与比转数§7.7相像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整授课学时：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整§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试验授课学时：2传热学课程内容与学时数安排第一章 绪论授课学时：2§1.1 热量传递的三种根本方式§1.2 传热过程和传热系数