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1、 课 程 教 案 2016-2017 学年 第 2 学期 学院、部 建筑 与 城市 规划 学院 系、所 建筑学 系 授课教师 高云飞 课程名称 建筑 设备 课程学时 学时 实验学时 学时 学生班级 教材名称 建筑设备工程 200 年 月 日 第 页，共 页 2 目 录 建筑 设备 绪论 课程教案 . 3 建筑 设备 第一 章 课程教案 . 7 建筑 设备 第 二章 课程教案 . 10 建筑 设备 第 三章 课程教案 . 14 建筑 设备 第 四章 课程教案 . 37 建筑 设备 第 五章 课程教案 . 42 建筑 设备 第 六章 课程教案 . 44 建筑 设备 专题 1 课程教案 . 46 建
2、筑 设备 第八 章 课程教案 . 51 第 页，共 页 3 建筑 设备 绪论 课程教案 授课类型 专业基础 课 授课 学时 2学时 授课题目 课程综述 第一章 流体力学基本知识 本授课单元教学目标或要求 了解 和掌握相关的流体力学知识 本授课单元教学内容 一、 流体力学基本概念 流体力学研究的对象： 从物质受力和运动的特性来看，物质可以分为两大类： l 物质不能抵抗切向力，在切向力的作用下可以无限的变形，这种变形称为流动，这类物质称为流体，其变形的速度即李东速度与切向力的大小有关，气体 和液体都属于流体； l 固体物质，它能承受一定切向力，其切向力与变形的大小呈一定的比例关系 流体力学：宏观地
3、研究流体受力和运动的规律的科学 流体力学：流体在静止和运动中的力学规律，及其在工程中的应用，是一门宏观研究流体受力和运动的科学。动力、能源、航空、环境、暖通、机械、力学 二、 连续介质模型 l 从微观上看，流体分子间存在着间隙，因此流体的物理量在空间上是不连续分布的； l 同时分子的随即运动，空间上一点的物理量对时间而言也是不连续的 l 流体力学是宏观研究流体受力和运动的科学，研究的是流体的宏观性，及大量分子的平均统计 特征 l 假设 流体有连续分布的流体质点组成的 连续介质 第一节 流体的主要物理性质 流体不能承受拉力，静止流体不能抵抗切力，但是流体能承受较大的压力 1. 密度和容重 n 单
4、位体积的质量，称为流体的密度 第 页，共 页 4 n kg/m3 n 单位体积的重量，称为流体的容重 N/m3 流体的密度和容重随外界压力和温度而变化 2. 流体的粘滞性 n 流体是不能承受剪切力的，即使在很小的剪切力的作用下，流体会连续不断的变形。 n 但是不同的 流体在相同的剪切力的作用下其变形的速度是不同的，也就是不同的流体抵抗剪切力的能力不同，这种能力称为流体的粘性。 n 流体的粘性是流体的一种属性。 n 粘滞力 :由于流体各流层的流速不同，相邻流层间有相对运动，便在接触面上产生一种相互作用的剪切力。 n 流体的粘滞性：流体在粘滞力的作用下，具有抵抗流体的相对运动（或变形的能力） n
5、对于静止流体，由于各流层间没有相对运动，粘滞性不显示。 3. 流体力学基本概念 粘性： 内摩擦力 抵抗流体内部的相对运 动 不断损耗运动流体的能量 与流层间速度差呈正比，与流层间距呈反比，与流体粘滞系数呈正比 4. 流体内摩擦力的假说 牛顿内摩擦定律 n F内摩擦力， N; n S摩擦流层的接触面积， m2; n 流层单位面积上的内摩擦力，又称切应力， N/m2，简称帕（ Pa）； n 与流体种类有关的系数，称为动力粘滞性系数， kg/ms，或称帕 秒（ Pa s) n 流速梯度。表示速度沿垂直于速度方向的变化率， 1/s. 5. 流体的压缩性和热胀性 n 流体压强增大体积缩小的性质，称为流体
6、的压缩性 VM=gVMgVG =ddTuA y=dnduSF = 第 页，共 页 5 n 流体温度升高体积 膨胀的性质，称为流体的热胀性 n 液体的压缩性和热胀性都很小 n 气体与液体不同，具有显著的压缩性和热胀性。 n 不可压缩气体（速度较低，远小于音速）与可压缩气体（速度较高，接近或超过音速） . 第二节 流体静压强及其分布规律 静水力学基本方程式 ： n 静水压强与水深成正比的直线分布规律。 n 作用于液面上的表面压强是等值地传递到静止液体中的每一点上。 第三节 流体运动的基本知识 一、流体运动的基本概念 n 压力流与无压流 流体在压差作用下流动时，流体整个周围都和固体壁相接触， 没有自
7、由表面，如供热工程中管道输送汽、水带热体，风道中气体，给水中液体输送等是压力流 液体在重力作用下流动时，液体的部分周界与固体壁相接触，部分周界与气体相接触，形成自由表面，如天然河流、明渠流等一般都是无压流动 n 恒定流与非恒定流 恒定流动：流场中任一点的压强和流速都不随时间而变化，如定速离心式水泵吸水管中水的流动和不变水位容器的管嘴出流； 非恒定流动：流场中任一点的压强和流速等参数随时间而变化，如往复式水泵的吸、排水管流动和变水位容器的管嘴出流。 n 流线与迹线 流线：流体运动时，在流速场中画出某时刻 的这样的一条空间曲线，它上面所有流体质点在该时刻的流速矢量都与这条曲线相切，这条曲线就称为该
8、时刻的一条流线 欧拉法 迹线：流体运动时，流体中某一质点在连续时间内的运动轨迹称为迹线。 拉格朗日法 恒定流时，流线和迹线重合 n 均匀流与非均匀流 均匀流：流线是平行直线； 非均匀流：流线非平行直线；渐变流、急变流 二、恒定流的连续性方程 RTp=ghphpp +=+=00 第 页，共 页 6 n 由于流动是恒定流，元流形状及空间各点的流速不随时间变化 n 流体是连续介质 n 流体不能从元流的侧壁流入或流出 三、恒定总流能量方程式 n 恒定总流液体的能量方程式 n 实际气体 恒定总流的能量方程式 第四节 流动阻力和水头损失 n 流动阻力和水头损失的两种形式 n 流动的两种型态 层流和紊流 n
9、 沿程水头损失 n 沿程阻力系数和流速系数 C的确定 n 局部水头损失 本授课单元教学手段与方法： 1、课 堂 讲 授 ：以 ppt课件为 主要辅助教学手段，结合实践案例讲解相关理论知识，并穿插课堂提问。 本授课单元思考题、讨论题、作业 n 1建筑设备工程内容。 n 2流体静压强及其分布规律，压强的多种度量基准、单位。 n 3设备工程中常见的压力流和无压流。 n 4恒定流连续性方程式，各要素的物理意义。 n 5恒定流能量方 程式，各要素的物理意义及图示。 n 6有压流动的总水头线和测压管水头线。 n 7沿程、局部水头损失，他们的大小与哪些因素有关。 本授课单元参考资料（含参考书、文献等，必要时
10、可列出） 21222222111122+=+whgvpzgvpz212222211122+=+whgvpgvp 第 页，共 页 7 建筑物理（ 1） 第 二 章 课程教案 授课类型 专业基础课 授课学时 2学 时 授课题目 第二章 室外给排水工程概述 本授课单元教学目标或要求 了解城市给水、排水系统的组成和各部分的作用 本授课单元教学内容 2.1室外给水工程概述 一、水源及取水工程 水源：地面水，江水、河水、湖水、水库水及 海水 地下水，井水、泉水等 取水工程：解决从天然水源中取（集）水的方法以及取水构筑物的构造形式等问题。 二、净水工程 水的净化过程与净化程度根据水源的水质及用户对水质的要求
11、而定。 水净化： 沉淀 过滤 消毒 三、输配水工程 包括：输水管道、配水管网、调节构筑物 输水管：把净水厂和配水管网联系起来的管道 配水管网的任务是将输水管送来的水分配到用户 水塔或高地水池和清水池是给水系统的调节设施。其 作用是调节供水量与用水量之间的不平衡状况 四、泵站 一级泵站：水源地取水泵 二级泵站：连接清水池和输配水系统的送水泵 第 页，共 页 8 2.2室外排水工程概述 一、 排水系统的制式 合流制：生活污水、工业废水、和雨水排泄到同一管渠内排除的系统 分流制：生活污水、工业废水、和雨水分别在两个或两个以上各自独立的管渠内排除的系统 二、 排水管网的布置原则 污水应尽可能以最短距离
12、并以重力流的方式排泄到污水处理厂； 管道应尽可能平行地面的自然坡度埋设，以减少管道埋深； 地形平坦处的小流量管道应以最短路线与干管相接； 当管道埋深达到最大 允许值时，如在继续挖深则将增加施工的难度而不经济，应考虑设置污水泵站中途提升，但应力求减少泵站的数量； 管道应尽量避免或减少穿越河道，铁路及其他地下构筑物； 当城市为分期建设时，第一期工程的干管内应有较大的流量通过，以免因初期流速太小而影响管道的正常排水 三、 污水处理厂 现代污水处理技术：物理法、化学法和生物法。 物理法：筛滤、沉淀、气浮、过滤等 化学法：中和混凝、电解、氧化还原及离子交换 生物法：好氧生物处理和厌氧生物处理，活性污泥法、生物膜法及生物接触氧化法 2.3 城市给排水工程规划概要 一、 城市给 水工程规划概要 给水工程规划的主要任务：确定用水量定额；估算城市总用水
