【精品】流体力学与传热学教案设计

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三、课程目标与毕业要求的对应关系
毕业要求 设计/开发解
决方案
研究
指标点 3-2 能够设计出满足油气田需求的运行系统、工艺流程和 实施方案，并在方案的编制与设计中考虑社会、健康、 安全、法律、文化以及环境等因素的职业素养。 4-4 能够根据实验相关成果和理论相结合，通过信息综合 得到合理有效的结论。
第七章稳定导热
理及影响因素、由傅立叶
1、导热基本定律
傅立叶定律、导热微分 定律和导热微分方程推导
2、导热微分方程
方程及其单值条件/各种 一维稳态导热问题（无限
3、一维稳定导热（平板，圆筒 材料的导热机理及影响 大平壁、无限长圆筒）的
流体上的力
掌握：作用在流体上的力。
4
了解：流体的概念。
静水压强的基本公式、 等压面概念和作用在平 面、曲面上的静水总压 力，压强的表示方法和 压强单位/几种质量力作 用下的液体平衡；能正 确熟练地绘出压力体图
熟练掌握：静水压强的基 本公式、等压面概念、压 强的表示方法和单位。 掌握：作用在平面、曲面 上的静水总压力计算方 法。 了解：几种质量力作用下 的液体平衡。
8
第六章气体的运动
1、气体动力学诸方程 2、滞止参数、气体动力学函数 及其应用 3、微弱扰动在亚声速流和超声 速流中的传播 4、激波
气体的加速与减速/激波
熟练掌握：气体的加速与 减速 掌握：滞止参数、气体动 力学函数及其应用 了解：激波
4
5、气体的加速与减速
熟练掌握：傅立叶定律及
导热基本概念。
掌握：各种材料的导热机
计算
似准则及雷诺实验。
7、局部水头损失分析及计算
第五章压力管路的水力计算
1、简单长管的水力计算 2、复杂管路的水力计算 3、孔口与管嘴泄流、 4、水击现象及水击压力的计算

t-Δt
t
t+Δt
Q
dA n
温度梯度是一个点的概念。
温度梯度是一个向量。 方向垂直于该点所在等温面，以温度增加的方向为正
Basic law of conduction
Fourier’s law (傅立叶定律)
dq = −k ∂T dA ∂n
(10-1)
negative --- gradient is opposite that of
Heat transfer by conduction Equal temperature surface 等温面
在同一时刻，温度场中所有温度相同的点组成的面。
★不同温度的等温面不相交
等温
t1
面
t2
Q
t1>t2
temperature gradient 温度梯度
r grad t
=
lim
Δt
=
∂t
Δn→0 Δn ∂n
Chapter10. Heat transfer by conduction Basic conception
¾Steady-state conduction 稳态导热
( ) Ttimhtee=,tceamnfpbexera,thtyuer,fezuanrcetiionn∂∂dθtoepf=epn0odsietniotnof,
对流--- 流体内部质点发生相对位移的热量传递过程
Newton’s law of cooling
q A
=
h(ts
−
t
f
)
h---heat transfer coefficient
ts--- surface temperature

As A ds2
As da2
as
As Vs
6 dv
as
As Vs
6 ds
as
As Vs
6 da
A V
As 1
A
As As V 6
A A V adv
As A
dv2
d
2 s
d d
v s
2
As As V 6 da da
A A V dv 6 dv
二、颗粒群的特性
1 粒度分布 泰勒标准筛、筛过量（物）、筛余（留）量
ut＝
d
2 p
p 18m
g
u't ( d ' p )2 ( 0.05 )2 60%
ut
d p,min
0.0647
（3）若将上述降尘室用隔板分隔成2层（不考虑隔 板的厚度），如需完全除去的尘粒直径相同，则颗 粒的沉降速度不变，降尘室底面积为原来的2倍。
dmin
18m Vs g s A0
100%去除——室顶到室底
所需沉降时间=H/u0
在室内停留时间=L/u 分离满足的条件：
HL
u0 u
分离所需最低沉降速度
u0
Hu L
HBu LB
Vs A0
最低沉降速度~能被分离的最小粒径（设在Stokes区）
u0
gdm2 in s 18m
Vs A0
dmin
18m Vs g s A0
②横截面大——操作气速低不被卷起 底面积大——分离效率高
③体积庞大，属于低效设备，适用分离粗颗粒（一 般分离粒径大于75mm的颗粒），或作为预分离设 备。 ④气体在降尘室的均匀分布，气速不宜过高，不超 过1.5m·s-1。

流体力学与传热学流体静力学:研究静止流体中压强分布规律及对固体接触面的作用问题流体动力学:研究运动流体中各运动参数变化规律，流体与固体作用面的相互作用力的问题传热学研究内容：研究热传导和热平衡规律的科学上篇：流体力学基础第一章流体及其主要力学性质第一节流体的概念一流体的概述⒈流体的概念：流体是液体和气体的统称⒉流体的特点:易流动性—在微小剪切力的作用下，都将连续不断的产生变形（区别于固体的特点）⑴液体：具有固定的体积；在容器中能够形成一定的自由表面；不可压缩性⑵气体;没有固定容积;总是充满所占容器的空间;可压缩性二连续介质的模型⒈连续介质的概念所谓连续介质即是将实际流体看成是一种假想的,由无限多流体质点所组成的稠密而无间隙的连续介质.而且这种连续介质仍然具有流体的一切基本力学性质.⒉连续介质模型意义所谓流体介质的连续性,不仅是指物质的连续不间断,也指一些物理性质的连续不间断性.即反映宏观流体的密度,流速,压力等物理量也必定是空间坐标的连续函数(可用连续函数解决流体力学问题）第二节流体的性质一密度—--表征流体质量性质⒈密度定义:单位体积内所具有的流体质量⑴对于均质流体:ρ=m/v式中ρ-流体的密度（㎏/m 3）m-流体的质量（㎏）v —流体的体积（m 3)⑵对于非均质流体:ρ=⒉比体积（比容)：单位质量流体所具有的体积（热力学和气体动力学概念）⑴对于均质流体：v=V/m=1/ρ（m 3/㎏)3．液体的密度在一般情况下，可视为不随温度或压强而变化；但气体的密度则随温度和压强可发生很大的变化。

二流体的压缩性和膨胀性dv dm v m v =∆∆→∆0lim㈠压缩性⒈定义:当温度不变时，随作用在流体上的压力增大被所产生的流体体积减小,称为流体的压缩性。

⒉压缩性的大小表示⑴流体压缩系数κT -—等温压缩率当温度不变时,由压强变化所引起的流体体积的相对变化量。

即式中K T —体积压缩系数(P a -1）∆V —压缩前后流体体积改变量（m 3）V —流体原有体积（m 3）∆P —压强的变化量(P a ）⑵体积弹性系数(弹性模量)E-—单位形变所需压力dPdV V P V V P V V K T 1lim 1/lim 00-=∆∆-=∆∆=→∆P →∆P（P a )☆一般情况下,液体可看作不可压缩流体。

2、连续介质假设（1753年欧拉）
假定流体是由无穷多个、无穷小的、紧密毗邻、连续不断的流体质点所构 成的一种绝无间隙的连续介质。 流体状态的宏观物理量如速度、压强、密度、温度等都可以作为空间和 时间的连续函数
§1.4 流体的主要物理性质
1、流体的密度与重度
密度： 单位体积内流体的质量
lim
流体之间或流体与固体之间的相互作用力；
流动过程中动量、能量和质量的传输规律等。
2、流体力学的发展简况 1、经验阶段（十七世纪前）
大禹治水 4000多年前的大禹治水 古代已有大规模的治河工程。 (公元前256～210年) 秦代，修建了都江堰、郑国渠、灵渠三大水利工程对明槽水流和堰 流流动规律的认识已经达到相当水平。 (公元前156～前87） 西汉武帝时期，为引洛水灌溉农田，在黄土高原上修建了龙首渠 创造性地采用了井渠法，即用竖井沟通长十余里的穿山隧洞，有效地防 止了黄土的塌方。 真州船闸（960-1126） 北宋时期，在运河上修建的真州船闸与十四世纪末荷兰的同类船相 比,约早三百多年。
两层气体之间的黏性力主要由分子动量交换形成
一般仅随温度变化，液体温度升高黏度减小，气体温度升高黏度增大。
8) 黏性流体和理想流体
黏性流体 实际中的流体都具有粘性，因为都是由分子组成，都存在分子间的 引力和分子的热运动，故都具有黏性。 理想流体（假想没有黏性的流体） 一些情况下基本上符合粘性不大的实际流体的运动规律，可用来描 述实际流体的运动规律，如空气绕流圆柱体时，边界层以外的势流就可 以用理想流体的理论进行描述。 还由于一些黏性流体力学的问题往往是根据理想流体力学的理论进 行分析和研究的。 再者，在有些问题中流体的黏性显示不出来，如均匀流动、流体静 止状态，这时实际流体可以看成理想流体。

流体力学教案
以下是一份以流体力学教案为主题的教学教案：
一、教学目标
让学生理解流体力学的基本概念和原理，掌握一些常见流体现象的分析方法，培养学生对科学的兴趣和探索精神。

二、教学重难点
重点：流体的性质、伯努利原理及其应用。

难点：对复杂流体现象的理解和应用伯努利原理进行分析。

三、教学准备
课件、相关实验器材。

四、教学过程
师：同学们，今天我们开始学习一门很有意思的学科，流体力学。

大家想想，生活中有哪些常见的流体呀？
生：水、空气。

师：对啦，那我们就来看看流体都有哪些特点。

（展示课件，讲解流体的性质）
师：下面我们来做个小实验，看看这个实验能说明流体的什么性质。

（进行实验操作）
生：哇，好神奇！
师：这就体现了流体的一个重要性质。

接下来，我们要学习一个非常重要的原理，伯努利原理。

（详细讲解伯努利原理）
生：老师，这个原理有点难理解呀。

师：别着急，我们来看几个例子，比如飞机为什么能飞起来，就是因为这个原理。

（结合例子讲解）
师：那大家来分析一下这个现象是怎么回事，用伯努利原理。

（提出问题，引导学生思考和回答）
生：我知道啦！
师：很好，那我们再巩固一下。

（布置一些练习题，让学生解答）
五、教学反思
通过这节课，学生对流体力学有了初步的认识和理解，但在一些复杂概念的讲解上还可以更细致，多给学生一些思考和讨论的时间，实验的设计也可以更加多样化，以更好地激发学生的兴趣和主动性。

课程名称：流体力学与传热学课程编号：130 200040课程学分：36学分适用专业：测控技术与仪器流体力学与传热学教学课程大纲一、课程性质与任务：本课程是自动化装置、过程控制系统方向的技术基础课。

通过该课程的学习，使学生对流体平衡、运动规律及能量守恒与转换规律方面具备必要的基本知识，获得传热的一些基本理论、基本知识及传热计算的初步能力，学会运用基本规律来处理和解决实际问题的方法和技能，培养分析问题的能力和创新能力，为学生学习后续课程，从事工程技术工作和进行科学研究打下必2要的基础。

二、课程内容及要求：总学时数：36； 2学时/端午节放假一天。

即共17次课。

第一章绪论（2）a) 流体力学工程应用及其主要的物理性质基本要求了解：流体力学的研究对象流体力学：研究流体平衡、机械运动的规律以及在工程实际中的运用、任务研究流体的运动规律；流体之间或流体与固体之间的相互作用力；流动过程中动量、能量和质量的传输规律等。

和研究方法；熟悉：流体宏观模型─连续介质假定流体是由无穷多个、无穷小的、紧密毗邻、连续不断的流体质点所构成的一种绝无间隙的连续介质。

、理想流体、不可压缩流动； 掌握：流体的粘性流体微团发生相对运动时所产生的抵抗变形、阻碍流动的性质 和压缩性温度一定时，流体在外力作用下，其体积缩小的性质 等物理性质。

教学及考核内容流体的定义，在静力平衡时，不能承受拉力或剪力的物体。

连续介质的概念，流体的主要物理性质（粘性－牛顿内摩擦定律、流体相对运动时，层间内摩擦力T 的大小与接触面积、速度梯而与接触面压缩性），（质量力、表面力）。

第二章 流体静力学理论基础（4）a) 流体的平衡微分方程；流体静力学基本方程；压力的测量仪表b) 静止流体对平面壁、曲面壁的作用力；液体的相对平衡☐基本要求了解：静压强的概念、性质；熟悉：流体平衡微分方程式；表压力、真空度和绝对压力的概念；掌握：静力学基本方程式（重点）；静压强的分布规律；流体作用在壁上总压力的计算；等压面方程（测压计）☐教学及考核内容流体静压强特性，压强的测量，重力场中静压强分布基本公式，流体作用在壁上总压力的计算。

课程名称：流体力学与传热学课程编号：130 200040课程学分：36学分适用专业：测控技术与仪器流体力学与传热学教学课程大纲一、课程性质与任务：本课程是自动化装置、过程控制系统方向的技术基础课。

通过该课程的学习，使学生对流体平衡、运动规律及能量守恒与转换规律方面具备必要的基本知识，获得传热的一些基本理论、基本知识及传热计算的初步能力，学会运用基本规律来处理和解决实际问题的方法和技能，培养分析问题的能力和创新能力，为学生学习后续课程，从事工程技术工作和进行科学研究打下必要的基础。

二、课程内容及要求：总学时数：36； 2学时/端午节放假一天。

即共17次课。

第一章绪论（2）a) 流体力学工程应用及其主要的物理性质☐基本要求了解：流体力学的研究对象、任务和研究方法；熟悉：流体宏观模型─连续介质、理想流体、不可压缩流动；掌握：流体的粘性和压缩性等物理性质。

☐教学及考核内容流体的定义，连续介质的概念，流体的主要物理性质（粘性－牛顿内摩擦定律、压缩性），理想流体，作用在流体上的力（质量力、表面力）。

第二章流体静力学理论基础（4）a) 流体的平衡微分方程；流体静力学基本方程；压力的测量仪表b) 静止流体对平面壁、曲面壁的作用力；液体的相对平衡☐基本要求了解：静压强的概念、性质；熟悉：流体平衡微分方程式；表压力、真空度和绝对压力的概念；掌握：静力学基本方程式（重点）；静压强的分布规律；流体作用在壁上总压力的计算；等压面方程（测压计）☐教学及考核内容流体静压强特性，压强的测量，重力场中静压强分布基本公式，流体作用在壁上总压力的计算。

第三章流体动力学基础（6）a) 流体运动的描述方法；流体运动的基本概念；连续性方程b) 无黏性流体的运动微分方程；伯努利积分c) 黏性流体运动的伯努利方程；测量流速和流量的仪器☐基本要求了解：流体质点运动的两种方法，建立流场的概念；熟悉：流体流动的一些基本概念，如流线、流速、流量等；掌握：连续性方程—质量守恒；欧拉运动微分方程；和伯努利方程—能量守恒（重点）方程的应用并对实际问题分析和计算。

总结词
04
传热学应用实例
建筑节能是传热学的重要应用领域，通过合理利用传热学原理，可以有效降低建筑能耗，提高能源利用效率。
建筑设计时，利用传热学原理，合理设计建筑物的保温、隔热、通风等系统，可以有效降低建筑物的热量损失和冷热负荷，从而减少能源消耗。例如，利用保温材料和密封技术减少墙体热传导，利用自然通风和热压差通风降低室内温度等。
流体静力学的基本概念、原理和应用
详细描述
流体静力学是研究流体在静止状态下力学行为的一门学科。主要研究流体内部的压力分布、液体对容器壁的侧压力等，在工程实际中有广泛应用。
总结词
流体动力学的基本概念、原理和应用
详细描述
流体动力学是研究流体在运动状态下力学行为的一门学科。主要研究流体的速度、压力、密度等物理量的变化规律，以及流体与固体壁面的相互作用等，在航空航天、交通运输等领域有重要应用。
随着计算机技术的不断发展，数值模拟与仿真技术在流体力学与传热学中发挥着越来越重要的作用。这些技术可以对流体流动和传热过程进行精确模拟和预测，为实验研究和工程应用提供有力支持。
数值模拟与仿真技术在流体力学与传热学中广泛应用于各种领域。例如，在能源领域，通过对流体流动和传热的数值模拟，优化核能、风能等可再生能源的开发和利用。在环境领域，通过对污染物扩散的数值模拟，评估环境治理措施的有效性。在生物医学领域，通过对生物体内的流体流动和传热的数值模拟，揭示生理过程和疾病机制，为诊断和治疗提供依据。
THANKS
感谢观看
总结词
新能源技术是未来能源发展的方向，传热学在新能源技术的开发和利用中发挥着重要作用。
要点一
要点二
详细描述
太阳能、风能等新能源的开发和利用过程中，传热学原理被广泛应用于设备的热回收、热利用和热控制等方面。例如，太阳能热水器利用传热学原理将太阳能转化为热能，风力发电设备的散热系统和热回收系统也涉及到传热学的知识。

1
华南理工大学赖万东
unit operations is based on two facts： individual operations (1)can be broken down into a series of
steps，called operations， (2)are based on the same scientific
For example，the process manufacture salt consists of:1.transportation of solids and liquids，2.transfer of heat，evaporation，crystallization，drying，and screening．
principles．
2
华南理工大学赖万东
zUNIT SYSTEMS 单位制度
1.SI国际单位制 -------(Systeme International Unites)( official
intenational system of units)
2. CGS物理单位制 ——centimettem covers standards physical quantity for: mass，length，time，temperature，and the mole
F=force
t=time
m=mass
u=velocity
r=distance
W=work
华南理工大学赖万东
5
The force :
1N = 1kg.m / s2
(1.6)
Work，energy,and power
1J = 1N ⋅ m = 1kg ⋅ m2 / s2 (1.8)

热工与流体力学基础教学设计背景热工与流体力学是机械工程、能源、航空航天等领域中的重要基础学科。

学生通过学习该学科可以对能量守恒、热力学循环等基本概念有深入理解，同时也可以掌握流体运动的基本原理以及对流体流动进行分析的基本方法。

因此，本文介绍的教学设计旨在帮助学生充分理解并掌握热工与流体力学的基本知识。

教学目标1.掌握热力学基本概念和热力学循环；2.掌握流体运动的基本原理和控制方程；3.掌握流体流动的基本分析方法。

教学内容及方法热力学基础热力学体系•介绍热力学体系的基本概念和定义；•举例说明热力学体系的类型和特点；•教师进行PPT介绍，学生进行听讲并做好笔记。

热力学基本概念•介绍温度、能量、热力学系统等基本概念；•举例说明温度、热力学过程、相变等基本概念；•工程应用实例分析；•有义务回答老师提出的问题。

热力学循环•介绍焓、熵等热力学循环基本概念；•举例说明热力学循环的类型和特点；•工程应用实例分析；•制作PPT进行展示。

流体力学基础流体的定义•介绍物质状态的基本概念；•介绍流体的基本特征以及与固体的区别；•工程应用实例分析；•制作PPT进行展示。

流体静力学基础•介绍压强和压力的基本概念；•介绍受压力物体的平衡；•工程应用实例分析；•制作PPT进行展示。

流体动力学基础•介绍质量守恒、动量守恒、能量守恒等基本概念；•介绍一维、二维、三维流动的基本特征；•教师进行PPT介绍、学生进行听讲并做好笔记；•工程应用实例分析。

课堂讲解本课堂主要采用讲解与案例分析相结合的教学方式，学生在听完老师的讲解后，通过具体的工程案例来帮助巩固所学知识，提高学生的理解能力和应用能力。

评价方式1.考试评测（占总成绩50%），测试基于所学知识的掌握程度；2.作业（占总成绩30%），旨在巩固所学的知识，提高学生的理解能力和实际操作能力；3.实验（占总成绩20%），设计流量计算实验，旨在让学生掌握实验操作的技能。

总结热工与流体力学基础教学是机械工程等能源、航空航天相关学科的重要组成部分，通过本教学设计，希望学生们能够深入理解并掌握热力学基本概念和热力学循环，掌握流体运动的基本原理和控制方程，掌握流体流动的基本分析方法。

Tha: inlet temp. of hot fluid Thb: outlet temp. of hot fluid
Tca: inlet temp. of cold fluid Tcb: outlet temp. of cold fluid
parallel-current flows ---two fluids enter at the same direction to the exchanger
３．temperature of the fluid in the tubes increases continuously as the fluid flows through the tubes.
Figure: (1) temperature of the condensing vapor ---- tube length
(2) temperature of the liquid against tube length
Temp of condensing vapor T
Δt
Δt2
Δt1
Temp of cool fluid
Temperature ºC
Length of tube m
in a single-pass exchanger： the counterflow is commonly used. Parallel flow is rarely used ．
（３）Both sides with phase change
qh=mh λ= qc=mc λ
(4) Superheated vapor condensate
过热蒸汽冷凝
For colΒιβλιοθήκη side q= mcCpc (tc2 - tc1)

《流体力学》实验教案（一）word版一、实验目的1. 理解流体力学的基本概念和原理；2. 掌握流体力学实验的基本方法和技能；3. 培养观察、分析和解决问题的能力。

二、实验原理1. 流体的定义和分类；2. 流体力学的守恒定律：质量守恒定律、动量守恒定律；3. 流体的粘滞性和湍流。

三、实验设备与材料1. 流体容器；2. 流量计；3. 压力计；4. 流速计；5. 粘度计；6. 计算机及数据采集系统。

四、实验内容与步骤1. 流体容器中的静压和动压测量；2. 流体流动的粘滞性实验；3. 流体流动的湍流实验；4. 流量计和流速计的使用；5. 数据采集与处理。

五、实验报告要求1. 实验目的、原理、设备与材料介绍；2. 实验步骤与过程描述；3. 实验数据的采集与处理；4. 实验结果分析与讨论；5. 实验结论。

《流体力学》实验教案（二）word版六、实验目的1. 学习使用流量计和流速计；2. 研究流体流动的连续性方程；3. 探究流体流动的伯努利方程。

七、实验原理1. 流体流动的连续性方程：质量守恒定律在流体流动中的应用；2. 伯努利方程：流体流动中的能量守恒定律。

八、实验设备与材料1. 流体容器；2. 流量计；3. 压力计；4. 流速计；5. 计算机及数据采集系统。

九、实验内容与步骤1. 流量计和流速计的使用方法；2. 流体流动的连续性方程实验；3. 流体流动的伯努利方程实验；4. 数据采集与处理；5. 实验结果分析与讨论。

十、实验报告要求1. 实验目的、原理、设备与材料介绍；2. 实验步骤与过程描述；3. 实验数据的采集与处理；4. 实验结果分析与讨论；5. 实验结论。

《流体力学》实验教案（三）word版十一、实验目的1. 研究流体流动的阻力与压力损失；2. 学习使用压力计测量流体压力；3. 分析流体流动中的摩擦阻力。

十二、实验原理1. 流体流动的阻力与压力损失：摩擦阻力和局部阻力；2. 达西-魏斯巴赫方程：描述流体流动中压力损失的公式。

流体力学与传热课程设计一、课程背景流体力学与传热作为热力学的重要分支领域，是现代工程技术中不可或缺的一部分，对于热能的转换与利用起着至关重要的作用。

本课程旨在引导学生深入了解流似流体静力学、稳态传热、传质以及非稳态传热等内容，为学生提供基础知识和实践技能培训，为工程技术人员的职业道路奠定坚实基础。

二、课程设置1. 课程大纲•流体静力学•稳态传热•传质热物理性质•非稳态传热•应用实验2. 课程教学材料教材：《流体力学与传热》（第三版），作者：陈致中参考书籍：《传热学基础》（第二版），作者：YY Zhu实验指导书：《流体力学与传热实验》，作者：某某教授3. 教学方法该课程采用授课、实验和讨论相结合的教学方法，鼓励学生积极参与课堂讨论和实验操作。

在讲解理论知识的同时，引导学生深入思考实际应用中的问题，培养学生解决问题和创新的能力。

三、课程实践1. 实验设计流体力学与传热课程中的实验设计需要根据课程大纲，重点讲解实践方法和实验步骤，以真实案例为例，让学生更好地理解和掌握相关知识。

实验1：流体静力学实验该实验旨在通过测量压力、流量、速度等关键参数，研究流体的静力学特性。

学生将学会如何使用流量计测量流体流量，如何使用压力计测量系统压力，并且通过数据分析获得相关知识。

实验2：稳态传热实验该实验旨在研究热传导的特性和规律。

学生通过实验探究传热过程中的影响因素，如热辐射、对流传热、传热系数等，学会建立热传导模型和计算传热效率。

2. 实验要求•安全第一：学生在实验室实验前必须穿戴防护服和安全鞋，其他安全措施需要由实验教师作出决定。

•实验数据及时记录：学生进行实验时应及时记录每次实验的数据和观测结果，并保持实验的稳定状态。

•实验结果分析：学生应该对实验数据进行仔细分析，并根据实验结果总结归纳研究结论。

四、课程考核该课程采用多种方式进行考核，包括评分、论文写作、实验报告等方式。

具体考核内容和权重如下：•期末考试：60%•论文写作：20%•实验报告：20%学生参加该课程需要严格按照教学要求完成考核要求，同时教师将积极引导学生通过奋斗、探索和创新提高学习成果。

热工基础及流体力学课程设计一、课程背景热工基础及流体力学是机械工程专业本科生必修的一门课程，主要介绍了流体静力学、流体动力学和热力学等方面的基本理论及其应用。

课程内容涉及热力学基础概念、热力学第一、第二定律、热力学循环、杆材力学、流体静力学及动力学、粘性流体流动等方面，内容丰富、实用性强，为学生今后掌握流体流动基本理论，开展流体流动的模拟与实验研究，以及工程设备设计与改进打下坚实的基础。

二、课程设计目标本次课程设计的主要目标是帮助学生通过实践学习热工基础及流体力学相关知识，提高学生的应用能力。

通过对某一设备或工艺过程进行热工基础和流体力学的分析和计算，促进学生自主学习和自主创新的能力提升。

三、课程内容与任务3.1 课程内容本次课程设计分为两个部分，第一部分是热工基础分析，第二部分是流体力学分析。

3.1.1 热工基础分析主要内容包括：•热力学基础知识，包括状态方程、热力学第一定律和第二定律、熵和熵增、焓等。

•处理某种设备或过程的热工性质，包括压力、温度、比容等的计算。

•热力学循环分析，掌握热力学循环分析的方法，比如卡诺循环和布雷顿循环等。

3.1.2 流体力学分析主要内容包括：•流体静力学，处理某种流体系统的平衡状态、大气压力、液位等基础概念。

•流体动力学，掌握包括雷诺数、黏性系数、雷诺应力等流体动力学的基本概念，通过流体力学方程分析流体宏观运动规律。

•流量控制和传热分析，掌握某种设备或过程的流量分析和传热分析的方法及应用。

3.2 课程任务选定工业中一个设备或过程，对其手动计算热工和流体力学相关参数，并用流体模拟软件进行计算和模拟，以比较手动计算与模拟结果的差异。

四、课程教学方法4.1 在线学习学生在课前通过网络学习相关基础理论和知识，包括热力学基础和流体动力学等内容，同时了解计算机工具和软件的应用方法，为实验做好相关准备。

4.2 课堂教学课堂教学分为授课和实验报告两个部分，授课主要是针对一些难点问题进行讲解和重点强调，实验报告则是鼓励学生积极参与实验和模拟计算，并对所得结果做出评价和总结。

流体力学和传热学《流体力学和传热学》第一章流体力学1.1 流体介质流体（Fluid）是指可用来描述物质在物理状态机制上发生变形，具有形状改变能力的物质类型。

它们包括液体（Liquid）和气体（Gas），可以根据它们的性质将它们分为静力学流体（ statically fluids）和动力学流体（dynamic fluids）。

1.2 流体流动流体力学研究的基础内容是流体流动，它是物质在物理空间内的连续改变，由于流体分布的不均匀性，会产生流动。

它是由于重力、压力差、粘度和其他因素引起的。

1.3 流体力学基本原理流体力学研究的基本原理，可以归纳为三大要素：物理定律、力学方程和保守定律。

物理定律指的是物理现象的基本准则，如流体的流动、密度、压力、速度、温度等，他们是流体力学研究的基本研究对象。

力学方程涉及的是流体的动力学特性，如流体内的力平衡方程、温度方程以及动量守恒方程等，是探索流体流动的机理的基础。

保守定律指的是流体受到外力的作用时，它的总动量、能量、动量和质量的变化，可从它们的定义和物理定律可以推出。

第二章传热学2.1 传热学的定义传热学（Thermodynamics）是研究物质在物理系统中的能量交换及其特性的学科，它是动力学、能源学以及工程热力学的一部分。

它涉及物体的物理特性、热质的传递机理及传热学定律。

2.2 传热学的基本原理传热学的基本原理，一般可以概括为三大要素：物理特性、热质传递机理和传热学定律。

物理特性是指传热学中有关物质的特性，如密度、温度和物性参数等，而热质传递机理是指它的传热原理，如热对流、热传导及热辐射等。

最后的传热学定律，根据物理原理推出了物体内部的热能的变化，也就是“物体内的热能不会凭空灰飞烟灭，只能够从一处转移到另外一处”这一定律。

Chap14Radiation heat transfer辐射传热Radiation, which may be considered to be energy streaming through space at the speedof light, may originate起源in various ways.物体可由不同的原因产生电磁波，Some types of material will emit radiationwhen they are treated by external agencies.All substances at temperatures aboveabsolute zero绝对零度emit radiation. Radiation that is the result of temperatureonly is called thermal radiation.因热的原因引起的电磁波，为热辐射。

热辐射又称为辐射传热，是指由本身温度引起的能量辐射，在一定波长范围内(0.4～40 之间,主要是可见光和红外光)，表现为热能特点：传播方式以电磁波的形式，不需要任何介质进行传递。

Fundamental基本facts concerning radiation 辐射的基本概念Radiation moves through space in straight lines, or beams,.热辐射和可见光一样，具有反射、折射和吸收的特性，服从光的反射和折射定律，能在均一介质中作直线传播。

如图所示，假设投射到某一物体上的总辐射能为Q，一部分能量QA被吸收，一部分能量QR被反射，余下的能量QD 透过物体z The fraction部分that is absorbed is called absorptivity. α吸收率.z The fraction that is transmitted is called transmissivity. τ透射率.z The fraction of the radiation falling on a body that is reflected is called reflectivity.ρ反射率.The maximum possible absorptivity is unity. A body which absorbs all incident radiation is called a black body.黑体：能全部吸收辐射能的物体A=1The sum of these fractions must be unity, orρ+ α+ τ=1(14-1)1 black body.黑体2 white body.白体：能全部反射辐射能的物体ρ=13 Gray-body 灰体The absorptivity吸收率of surface is the same for all wavelengths 波长.（没选择性）Gray-body can absorb partually all wavelengths radiations at the same absorptivity.灰体能以相同的吸收率A吸收全部波长辐射能的物体。