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1、西南科技大学课程内容(内容体系、结构、基本知识点和重点、难点)1、概论流体及其主要物理性质：包括流体的密度、重度、压缩性、膨胀性、粘性、表面张力特性；作用在流体上的力*：包括表面力和质量力。2、流体静力学流体静压强及其特性*：包括流体静压强的定义和流体静压强的特性；流体静压强的分布规律*：包括静压强的基本方程和水头线；压强的计算基准、单位及测量：包括绝对压强、相对压强、真空度*和测压计；流体平衡微分方程；静止流体作用于平面、曲面上的压力*：包括图解法，解析法，压力体。3、流体动力学研究流体运动的方法：包括拉格朗日法和欧拉法；描述流体运动的有关术语、定义和概念：包括流管和流束，流线和迹线，元流和
2、总流，过流断面，流量，恒定流和非恒定流，均匀流和非均匀流，缓变流和急变流，压力流、重力流和射流，空间流动、平面流动和一元流动；连续性方程*；理想流体的伯努力方程*；实际流体的伯努力方程及其应用；实际流体的动量方程及其应用*。4、流动阻力和能量损失流体的流动状态与损失：层流和紊流，沿程损失和局部损失；流动状态的实验与雷诺数：包括雷诺实验，流态的判别标准雷诺数；圆管中的层流运动：流动特征与切应力，流速分布，沿程水头损失的计算*；紊流运动及其阻力：包括紊流的特征，紊流运动的时均化，紊流的基本方程和紊流的半经验理论；沿程阻力系数的计算：包括尼古拉兹实验，沿程阻力系数的经验公式，非圆管的沿程损失；局部阻
3、力系数的计算：包括局部损失的一般分析，几种典型的局部阻力系数。5、孔口管咀管路流动孔口流出：包括孔口自由出流和孔口淹没出流；管咀流出；简单管路：包括管路阻抗和虹吸管水力计算；管路的串、并联及其计算。6、离心式泵与风机的理论基础工作原理及主要性能参数：包括泵的扬程和风机的压头、流量、功率和效率、转速；离心式泵与风机的欧拉方程；流体在叶轮中的运动；离心式泵与风机的理论性能曲线：包括流量-能头曲线，流量-功率曲线；离心式泵与风机的实际性能曲线：包括水力损失，容积损失，机械损失，实际性能曲线；相似律与比转数：包括泵和风机的相似率，比转数。7、离心式泵与风机的构造安装及运行离心式泵的扬程计算*；离心式泵
4、的气蚀与安装高度：包括泵的气蚀现象*，泵的吸上真空高度*，气蚀余量*，泵的安装与运行。8、离心式泵与风机的管路分析、调节及选择管路性能曲线及工作点：包括管路性能曲线，泵与风机的工况点；泵或风机的联合工作：包括泵或风机的并联工作，泵或风机的串联工作；离心式泵与风机的工况调节；离心式泵与风机的选择：包括常用泵和风机的介绍，泵和风机的性能曲线，泵和风机的选择*。说明：带*号的内容表示重点内容，带号的内容为难点内容。第一章思考题：11 流体的基本特性12 粘度的表示方法以及粘度与温度和压力的关系；13 动力粘滞系数和运动粘滞系数的区别和联系是什么？14 什么是流体的连续介质模型；为何提出连续介质概念？
5、15 流体的粘性阻力与固体的摩擦力有何本质区别？16 作用于流体上的力；第二章思考题：21。受压壁面垂直时，其总压力作用点的计算有何特点。22平面壁上压强分布曲线的形状。23. 为什么说欧拉平衡微分方程是一个普遍适用的基本公式？24静止液体中的水平面一定是等压面吗？第三章思考题：31. 定常流和非定常流的判别？32. 研究流体运动的两种方法；33. 流体流动的基本概念及其含义；为何提出“平均流速”的概念？定常流和非定常流的判别？34 举例说明连续性方程的应用。35总流的动量方程为，试问：（1）中包括那些力？（2）在水平面坐标中和在铅垂面坐标中，是否相等？（3）如果由总流动量方程求得的力为负值，
6、说明什么问题？第四章思考题：41水力半径的概念及其对流动阻力的影响，粘性流体运动和流动阻力的形式；42流体流动的两种状态，流动状态与水头损失的关系；流动状态的判断准则及其表达式；在直径相同的管中流过相同的流体，当流速相等时，它们的雷诺数是否相等？当流过不同的流体时，它们的临界雷诺数相等吗？考虑同一种流体分别在直径为的圆管和水力直径为的矩形管中做有压流动，当=，且速度相等时，它们的流态是否相同？43均匀流动基本方程；均匀流动中的水头损失与摩擦损失的关系；44圆管层流速度分布及其剪切力分布形式，平均流速与最大流速的关系；45局部阻力损失计算的一般公式；如何推导圆管突然扩大处的局部损失；46什么是能
7、量损失叠加原则？第二章 流体的主要物理性质1.本章作为学习本课的基础知识，主要内容有：（1）流体力学的定义、流体力学的研究对象及其学习方法；（2）流体的主要物理性质，包括密度和重度、压缩性和膨胀性、粘性以及表面张力等；（3）作用于流体上的概念。2.流体的第一个物理性质就是它具有质量和重量，从而引出密度和重度的概念。学习时要注意掌握密度与重度的计算和所用单位以及其换算方法。3.流体的第二个物理性质就是压缩性和膨胀性，注意表示压缩性和膨胀性大小的压缩系数和膨胀系数的定义，从而掌握当压力和温度改变时流体体积和密度的计算方法。4.流体的粘性是流体力学中很重要的一个物理性质。牛顿内摩擦定律揭示了流体的粘
8、性以及内摩擦力和速度梯度之间的内在联系。学习当中，要掌握粘度的测定和计算方法。5.表面张力是液体存在的一种力图使其表面收缩为最小的力。由于表面张力的作用，出现有毛细管现象。为寻找毛细管现象造成的误差可用（223）计算。6.作用于流体上的力分为质量力和表面力两大类，单位质量的质量力有在三个坐标轴上的分力。表面力有切向力与法向力之分。第三章 流体静力学1.本章的主要内容有：（1）研究液体静止时内部压强的特性及分布规律；（2）研究液体相对平衡时压强的分布规律；（3）压强的度量标准及其测量方法；（4）液体对壁面作用力的计算方法。2.在流体静力学中，要了解流体静压强的特性；一是流体静压强永远垂直于作用面
9、并指向内法线；二是静止流体中任一点上各方向的压强都相等。3.要掌握流体平衡微分方程的形式以及它所说明的问题，即在各坐标轴向上压强梯度与质量力分量相平衡。4.流体静力学基本方程式是如何应用静力学的平衡条件由平衡微分方程式推导出来的。要掌握流体内任一点的压强与所处淹没深度的关系。利用这一关系不但可以计算平衡液体内压强的大小，而且还可以研究液体内压强分布的规律。5.应掌握等压面的定义，如果平衡液体的质量力仅为重力，则等压面是水平面，由此可知：（1）在连通的同一种液体中，任何一个水平面皆为等压面；（2）在连通的两种不相混合的液体中，通过两种液体内部的水平面不是等压面，只有通过交界面的水平面才是等压面。
10、6.要掌握绝对压力，相对压力及真空度的度量方法，弄清它们之间的关系。7.液体相对平衡是指运动容器中的液体，在容器作等速、等加速直线运动或等角速旋转运动时的平衡规律。静止液体的自由表面是水平面，而作上述运动的容器液体的自由表面不一定是水平面，但液体内各点的压强分布规律却与静止液体的相同。对这些压强表达式及其有关的关系式也要掌握。8.求液体作用于壁面上的总压力，是工程上常遇到的实际问题。应掌握平面壁上液体的总压力及压力中心的计算方法，以及曲面壁上液体的总压力及其作用方向的计算方法。其中曲面壁总压力的计算中应会正确运用压力体的概念。第四章 流体运动的基本概念和有限体分析1.为了用欧拉法研究流体运动及
11、建立流体动力学基本方程，对本章所讲述的有关流体运动的基本概念，要理解其物理意义并掌握有关的计算公式和计算方法。2.连续性方程是质量守恒定律应用于流体运动的具体表现形式。它不仅确立了一维流动时流束和总流过流断面上的流量都是相等的这一普遍原则，而且也确立了流束各断面上的流速和总流各断面上的平均流速与断面面积的关系。所以只要已知流量或任一给定断面的流速或平均流速，则其它任何断面上的流速或平均流速都能利用连续性方程算出。因此，连续性方程在管道或明渠的水力计算中得到广泛的应用，但这个方程并未涉及到压强和机械能转化的问题。3.能量方程（即伯诺里方程）是有理想流体的运动微分方程（即欧拉运动方程）经积分而得出
12、的，在流体力学中，可根据问题的性质直接选用它来解决流体力学问题，这样就可以避免每次解题时去重复一些相同的积分运算。对能量方程的内容要有正确的理解，能量方程是单位流体的位能、压能和动能之间相互转换的关系式，是流体力学中最重要的基本方程。在流体力学中，通常用连续方程和能量方程解决有关流体的一维流动问题，学习时要注意其适用条件和解决问题的范围，掌握解题的方法和步骤。4.动量方程式流体力学中的基本方程式之一，它是根据动量定理求出来的。动量方程主要用来解决流体与固体之间力的相互作用问题，其矢量形式便于理论推导和分析问题，其投影形式常用于具体问题的数字计算。学习时要明确它的物理意义，了解适用条件、熟练掌握
13、解题的方法和步骤。本章主要讲述了稳定流的连续性方程、总流伯诺里方程和动量方程，这三个方程是流体力学的基本方程，是解决流体工程技术问题的重要工具，在工程技术问题中，有时只需要用一个基本方程就可以解决问题，有时可能需要用几个基本方程才能求解。对这些基本方程的概念、物理意义、应用条件以及应用注意事项掌握的愈彻底，解决问题时使用起来就愈灵活。在作习题时，有意识地锻炼自己使用上述基本方程解决实际问题的能力，是非常重要的。这些方程的推导方法都是首先取微元流体块，而后根据流体特性及流体运动情况，以理论力学中的平衡条件、动能定理和动量定理等为指导进行分析推导出来的。连续性方程和伯诺里方程主要用来解决一维流动断
14、面上的流速和压强计算问题，而动量方程则能比较方便的计算流体和固体的相互作用力问题。第六章 量纲分析和相似原理1.本章的主要内容是流体流动的相似原理，它是进行流体流动模型实验理论根据。而流体力学实验，却是为了解流体力学现象，验证流体力学假说，进而促进流体力学发展的一种重要手段。所以相似性原理对于解决流体工程问题具有重要意义。2.本章讲述了两种流动相似的必要和充分条件是几何相似，运动相似以及动力相似。几何相似是指两种流动几何尺寸及形状方面相似，表征这种相似关系的尺寸比例尺，称为几何比例常数。运动相似是指两种流动的运动要素方面的相似，相应地可得时间比例常数，速度比例常数。进而得到加速比例常数。动力相
15、似是指两种流动的流体质点受力方面的相似，力的比例常数，其中及可以是重力、压力、粘性力、弹性力及惯性力等，在特殊情况下也可以是表面张力。3.本章也讲述了相似准数：雷诺数，弗劳德数，欧拉数及马赫数等。在进行模型设计和实验时，首先需要找出起主导作用的力，并选用相对应的相似准数，然后按相似准数来计算欲求的有关参数。因此，要理解和掌握这些准数的意义和用法。4.因次分析法是研究和解决流体力学问题中很简练而又非常重要的一种数学方法。用因次分析解决流体力学问题，有两种常见的方法，一是雷利因次分析法，另一则是布金汉法，也就是定理法。这两种方法大家都要好好掌握。第七章 流体阻力和能量损失1.沿程阻力和沿程损失在边壁沿程不变的管段上，流速也基本上是沿程不变的。这时的流动阻力，只有流体与壁面以及流体内存在的沿程不变的切应力（摩擦力）。这种沿程的摩擦阻力，称为沿程阻力。为克服这种沿程阻力而引起的能量损失，称为沿程损失。单位重量流体的沿程损失，用表示。2.局部阻力与局部损失流体流经边壁条件急剧变化的区域时，由于出现了旋涡区或速度分布的变化，流体的流动受到阻碍和影响。这种由于管道中局部结构变化所引起的流动阻力称为局部阻力。为克服这种局部阻力而造成的能量损失，称为局部损失。单位重量流体的局部损失，用表示。3.层流和紊流当实验管内流动速度小于某一确定值时，液体是作有规则的
