《流体力学及热工基础》教学大纲（本科）.docx

流体力学及热工基础教学大纲注：课程类别是指公共基础课/学科基础课/专业课；课程性质是指必修/限选/任选。课程英文名Fluid Mechanics and Thermal Engineering课程代码01M0007学分2总学时32理论学时32实验/实践学,无时课程类别学科基础课课程性质限选先修课程高等数学A、大学物理B适用专业机械类专业开课学院机电工程学院执笔人审定人制定时间2020年12月一、课程地位与课程目标（一）课程地位流体力学及热工基础是机械类专业的一门学科基础课，综合了热工及流体基础理论知识, 由工程热力学、流体力学和传热学三部分内容组成。工程热力学研究热能与机械能转换基本规律, 以及提高热力机械动力性和经济性的途径；流体力学是在了解流体的基本物理性质的基础上，研究 流体静力学特性和流体动力学规律，以及研究黏性流体的有压流动特点及能量损失计算；传热学研 究导热、对流传热、辐射传热的基本规律和计算方法，传热过程的分析计算方法及优化控制措施。 通过本课程的学习，使学生掌握热-流体的基本概念与基本定律，掌握热-流体研究的基本方法，能 够分析其基本过程和现象，掌握传热、传质和能量转换时必需遵循的量与质方面的基本规律，为解 决实际工程问题打下良好的基础。（-）课程目标1 .对热-流体的基本概念和定律有基本的认识，具有描述传热、传质和能量转换的热-流体基础 知识，理解相关热-流体基础知识在机械加工、热力机械、机电系统等设计和实施中的基本运用，. 建立数学模型并求解。（毕业要求指标点1一2：能针对机械电子工程领域的机、电、液、控等对象 建立数学模型并求解/H）2 .分析相关热-流体基础知识在机械加工、热力机械、机电系统等设计和实施中的关键环节； 阐述如何发现科学问题，通过流体和热工公式在机械加工、热力机械、机电系统等设计和实施中关 键环节的正确表述，使学生在逻辑思维能力、抽象思维能力以及分析问题与解决问题的能力方面受 到训练，培养学生的辩证唯物主义世界观和科学思维方法。（毕业要求指标点2-1：能够运用机、电、 控等原理，识别和判断机械电子工程领域的复杂工程问题的关键环节/M ）二、课程目标达成的途径与方法课堂教学主要讲解热力学基本概念和基本定律、常用工质的热物理性质及基本热力过程、气体 和蒸汽的流动、流体的基本物理性质、流体静力学、流体动力学基础、黏性流体的有压流动特点及 能量损失计算、导热/对流传热/辐射传热的基本规律和计算方法、传热过程的分析计算方法及优化 控制措施。通过对热工基础及流体力学概念的讲解，使同学们更好地熟悉或掌握热工及流体力学基 本概念在工程设计中的重要性；通过课程涉及机械传热传质现象的讲解，提高学生对热-流体的应用理解。本课程可提高学生对机械专业兴趣、培养学生思维方式和对热流体工程应用方法的了解。 课堂教学引入先进的教育信息技术，使学生更好地融入课堂教学，提高教学效果。三、课程目标与相关毕业要求的对应关系注：1 ,支撑强度分别填写H、M或L （其中H表示支撑程度高、M为中等、L为低）；课程目标课程目标对课程归属专业毕业要求的支撑程度毕业要求1毕业要求2课程目标1H课程目标2M2 毕业要求须根据课程所在专业培养方案进行描述。四、课程主要内容与基本要求知识点主要内容基本要求第一章工程热力学基本概念热力系统L2状态和基本状态参数L3状态方程及参数坐标图L2热力过程、准平衡过程和可逆过程L4功和热量L4循环L3第二章热力学基本定律热力学第一定律L4热力学第二定理L4第三章几种工质理想气体L4水蒸气L3混合气体L3第四章 理想气体热力过程分析热力过程的目标和一般方法L3理想气体典型热力过程L4第五章气体和蒸汽的流动稳定流动基本方程L3喷管和扩压管中的流动特性L3喷管的计算L2第七章流体及其物理性质流体的定义和连续介质模型L4流体的主要物理性质L4作用在流体上的力L3第八章流体静力学流体的平衡方程式L4重力作用下的流体平衡L4液柱式测压计L2平面上和曲面上的流体压力L3第九章流体动力学基础描述流体运动的几个基本概念L4连续性方程L4理想流体的伯努利方程L4定常流动的动量方程L3第十章黏性流体的管内流动黏性流体的伯努利方程L4管内流动的能量损失L2黏性流体的两种流动状态L4圆管层流和紊流的流动规律L4管内流动的阻力系数L3管道水力计算L2第十一章热量传递基本方式概 述热量传递的二种基本方式L4传热过程和热阻L4第十二章导热导热理论基础L4稳态导热L4非稳态导热L3第十三章对流传热对流传热概述L4相似原理在对流传热中的应用L4单相流体对流传热L3第十四章辐射传热热辐射的基本概念L3黑体辐射的基本定律L3实际物体的辐射特性L2封闭系统内表面间的辐射传热L2气体辐射简介L1基本要求：L1-了解，L2-理解，L3.掌握，L4-熟练掌握五、课程学时安排无一H- O早R节教学内容学时 分配学生任务对应课程目 标第一章1.1 热力系统1.2 状态和基本状态参数1.3 状态方程及参数坐标图1.4 热力过程、准平衡过程和可逆过程1.5 功和热量1.6 循环21 .完成P成作业1-3、1-4、1-5. 1-62 .预习第2章内容课程目标1第二章2.1 热力学第一定律2.2 热力学第二定理21.完成P20-21作业2-4、2-5、 2-62.预习第3章课程目标1第三章3.1理想气体3.2水蒸气3.3混合气体21,完成P38-39作业3-2、3-4、 3-7、 3-92,预习第4章课程目标1第四章4.1 分析热力过程的目标和一般方 法4.2 理想气体典型热力过程21,完成P46-47作业4-3、4-6、 4-82.预习第5章课程目标1第五章5-1稳定流动基本方程5-2喷管和扩压管中的流动特性5-3喷管的计算21.完成 P54 作业 5-2、5-5、5-62,预习第7章课程目标1课程目标2第七章7-1流体的定义和连续介质模型7-2流体的主要物理性质7-3作用在流体上的力21.完成 P81 作业 7-6、7-7.7-82.预习第7章课程目标1第八章8-1流体的平衡方程式8-2重力作用下的流体平衡8-3液柱式测压计8-4平面上和曲面上的流体压力21.完成P97-98作业8-8、8-10、 8-12、 8-132,预习第9章第1、2节课程目标1第九章9-1描述流体运动的几个基本概念9-2连续性方程21.完成 P111 作业 9-2、9-32,预习第9章第3、4节课程目标19-3理想流体的伯努利方程9-4定常流动的动量方程21,完成 P112 作业 9-8、9-9、 9-102,预习第10章第1、2、3 节课程目标1第十章10-1黏性流体的伯努利方程 10-2管内流动的能量损失 10-3黏性流体的两种流动状态21.完成P136作业10-4、10-5. 10-62,预习第10章第4、5、6课程目标1 课程目标210-4圆管层流和紊流的流动规律10-5管内流动的阻力系数21.完成 P136-137 作业 10-8、10-9、 10-10课程目标1 课程目标210-6管道水力计算2,预习第11章第十一11-1热量传递的三种基本方式11-2传热过程和热阻21.完成P146作业11-4、 11-5. 11-62,预习第12章第1节课程目标1第十二12-1导热理论基础21,完成 P170 作业 12-422-52,预习第11章第2、3节课程目标112-2稳态导热12-3非稳态导热21.完成P170作业12-6、12-8. 12-102,预习第12章课程目标1课程目标2第十三13-1对流传热概述13-2相似原理在对流传热中的应用13-3单相流体对流传热21,完成P193作业13-3、13-5. 13-62,预习第14章课程目标1课程目标2第十四14-1热辐射的基本概念14-2黑体辐射的基本定律14-3实际物体的辐射特性14-4封闭系统内表面间的辐射传热14-5气体辐射简介21.完成P217作业14-4、14-6. 14-8课程目标1六、考核方式及成绩评定考核内容考核方式评定标准（依据）占总成绩比例过程考核含到课率、讨论、作业等点名和发言记录、作业完成质量30%期末考核闭卷卷面成绩70%考核类别考试成绩登记方式百分制七、推荐教材与主要参考书（一）推荐教材：1.热工基础及流体力学，卢改林 高红斌马小霞（主编），中国水利水电出版社，2018.6,第二版 （二）主要参考书：1 .热工基础与应用，傅秦生（主编），傅秦生 赵小明唐桂华（编著），机械工业出版社，2015.9, 第三版2 .工程流体力学，孔珑（主编），中国电力出版社出版，2014.2,第四版