理解并掌握流体的概念和物理性质，理解并掌握流体力学的研究方法、基本概念和基本原理；熟练地掌握流体静力学基本方程、连续方程、能量方程、动量方程，并具备综合运用的能力；正确地理解粘性流体运动的基本规律；掌握能量损失的计算原理和管路计算的方法，并能对一般的工业管路进行分析计算；理解并掌握流动的相似原理。

了解流体机械在工程中的应用，掌握流体机械的基本结构、性能参数及性能曲线，理解流体机械的工作原理，掌握流体机械基本理论，能够胜任流体机械的性能试验、运行、调节、维护、运转、选型设计相关工作。

一、 课程的性质、目的和任务

《流体力学与流体机械》是专升本函授机械电子工程的专业必修课程。通过本课程的学习使学生掌握流体平衡和运动规律以及它们在工程中的应用，熟悉流体机械的基本结构，掌握流体机械的工作原理、基本理论，掌握流体机械运行、调节、选型设计的措施和方法。主要任务是使学生掌握必要的基本理论、实验方法和专业技能，具备理论联系实际、分析问题和解决问题的能力，能够胜任与流体力学及流体机械相关的工作。

二、 适用专业

专升本函授机械电子工程。

三、 先修课程

理论力学、材料力学、机械设计基础。

四、 课程的基本要求

理解并掌握流体的概念和物理性质，理解并掌握流体力学的研究方法、基本概念和基本原理；熟练地掌握流体静力学基本方程、连续方程、能量方程、动量方程，并具备综合运用的能力；正确地理解粘性流体运动的基本规律；掌握能量损失的计算原理和管路计算的方法，并能对一般的工业管路进行分析计算；理解并掌握流动的相似原理。

了解流体机械在工程中的应用，掌握流体机械的基本结构、性能参数及性能曲线，理解流体机械的工作原理，掌握流体机械基本理论，能够胜任流体机械的性能试验、运行、调节、维护、运转、选型设计相关工作。

五、课程的教学内容

（一）课堂讲授的教学内容：

第一篇流体力学

1、绪论

流体力学的研究内容与研究方法、流体力学在工程中的应用。

2、流体的定义与物理性质

流体的定义、连续介质假说、流体的物理性质。

3、流体静力学

作用在流体上的力；流体静压力及其特性；流体静力学基本方程；压力测量；静止液体对固体表面的作用力。

4、流体运动学

研究流体运动的两种方法；流体运动的一些基本概念；有旋运动与无旋运动的基本概念。

5、流体动力学

理想流体运动微分方程；粘性流体运动微分方程；连续性方程、伯诺里方程；动量定理；动量矩方程；流体力学基本方程在工程中的应用。

6、层流与紊流

流体的两种流动状态；均匀流基本方程、粘性流体的层流运动；缝隙流、粘性流体的紊流运动、水力光滑与水力粗糙、边界层的概念。

7、流动阻力与水力计算

流动阻力与能量损失的分类；沿程损失的实验研究；局部损失；管路水力计算；流体的出流；水击现象。

8、相似原理及量纲分析

相似条件；动力相似准则；量纲分析与π定理。

9、气体动力学初步

热力学基础；一元定常等熵气流的基本方程；微弱扰动的传播；气流的特定状态；激波；变截面管流。

第二篇流体机械

10、概述

流体机械的定义与分类；流体机械在工程中的应用；泵与风机的工作原理；泵与风机的性能参数；泵与风机的主要零部件。

11、泵与风机的基本理论

离心式泵与风机的基本理论、轴流式泵与风朵的基本理论、轴向力及平衡。

12、相似理论在泵与风机中的应用

相似条件；相似定律；相似定律的特例；比转数与无因次性能曲线。

13、泵的空化与空蚀

空化与空蚀的机理及影响；泵的空化参数及安装高度；空化相似定律与热力学影响；提高泵抗空化与空蚀性能的措施。

14、泵与风机的运行与调节

管路特性与工况点；泵与风机的联合运行；泵与风机的调节；失速与喘振；泵与风机的性能试验。

15、煤矿主排水系统与设备

概述；煤矿常用水泵结构；煤矿主排水设备的造型设计。

16、煤矿主通风系统与设备

井下气体及通风系统；通风阻力；煤矿主通风设备；煤矿主通风设备的选型设计。

17、往复活塞式空压机的基本理论与结构

往复式空压机的工作原理与主要性能参数；气体的热力过程；往复式空压机的工作循环；多级压缩；往复式空压机的热力性能；空压机的性能试验；往复活塞式空压机结构。

18、螺杆式空气压缩机的基本理论与结构

螺杆式空压机的基本结构与工作原理；转子型线；基元容积与吸排气孔口；螺杆式空压机的热力性能；螺杆式空压机的工作循环；螺杆式空压机的热力性能；螺杆式空压机的结构；螺杆式空压机组简介。

19、煤矿压缩空气系统及设备

煤矿压缩空气系统、煤矿压缩空气设备、压缩空气设备选型设计及设备布置。

（二）实验教学内容：

序号	项目	目的要求	学时
1	流体静力学实验	掌握流体静压强的测量技能；验证流体静力学基本方程	2
2	雷诺实验	观测层流、紊流的流态及其转换特征；测定临界雷诺数	2
3	伯努利方程实验	验证流体定常总流的能量方程；掌握流速、流量的实验测量技能	2
4	水泵性能实验	掌握水泵的操作程序，绘制水泵的性能曲线	2
5	风机性能实验	掌握风机的操作程序，绘制风机的性能曲线	2

                                              

注：1、2、3任选二项，4、5任选一项。

六、学时分配表

七、 评价方式

以平时作业和考试方式评定学生成绩，平时作业占20%，实验占10%，考试占70%。

考试方式：

闭卷

考试题型：

单项选择题、多项选择题、判断题、名词解释、简答题、计算题。

考试内容：

第一章 流体力学的研究方法

第二章 流体及流动性、常见流体密度、压缩性与膨胀性、粘性、粘度、牛顿内摩擦定律。

第三章 作用在流体上的力、流体静压强及其特性、流体平衡微分方程、等压面、流体静力学基本方程及意义、压强的单位、液柱式测压计、液体对平面的作用力、压力体。

第四章 欧拉法与拉格朗日法、定常流动与非定常流动、迹线与流线、流管、有效截面与流量与平均流速、湿周与水力半径、系统与控制体、有旋运动与无旋运动。

第五章 连续性方程及意义、伯努利方程及意义、动量方程、毕托管与文丘里流量计、虹吸管、集流器。

第六章 层流、紊流、层流与紊流的区别、雷诺数、时均法、缝隙流的特点及流量、紊流光滑及紊流粗糙、边界层。

第七章 沿程损失与局部损失、尼古拉兹实验与莫迪实验、沿程损失系数与局部损失系数、管阻、管路的分类、简单管路特性方程、串联管路、并联管路、管路计算三类任务、孔口与管嘴的特性。

第八章 相似条件、相似准则、π定理。

第九章 一元定常等熵气流的基本方程、声速、马赫数、速度系数、气流的三种特定状态及其参数之间的关系、激波、普朗特激波公式、拉阀尔管。

第十章 离心式泵与风机的工作原理、轴流式泵与风机的工作原理、泵与风机的性能参数、泵与风机的主要零部件。

第十一章 叶轮的主要结构参数、速度三角形、连续方程、欧拉方程、泵与风机的能量损失、泵与风机的理论性能与实际性能、轴向力及平衡。

第十二章 相似定理、比例定理、比例方程与曲线、流量系数、压力系数、功率系数、比转数。

第十三章 空化及机理、空蚀及机理、空化及空蚀对泵性能的影响、空化余量、[Δh]～qV特性曲线、安装高度及计算、提高泵抗空化与空蚀性能的措施。

第十四章 管路特性、工况点及确定方法、泵与风机的串联和并联、泵与风机的调节原理与措施、失速与喘振、泵与风机的性能试验。

第十五章 矿井水、涌水量、煤矿主排水系统及工作、煤矿主排水泵的结构与性能、煤矿主排水系统的要求及选型设计。

第十六章 井下气体、通风系统及工艺流程、主通风设备的结构与性能、通风阻力、主通风设备的要求及选型设计。

第十七章 往复式空压机的工作原理、主要性能参数、理论工作循环、实际工作循环、热力性能、多级压缩、最佳压比、排气量的测量、往复式空压机结构与调节。

第十八章 螺杆式空压机的工作原理、基元容积、转子型线、吸排气孔口、理论及实际工作循环、热力性能、基本结构与主要零部件、螺杆式空压机组。

第十九章 煤矿压缩空气系统、供气方案、煤矿常用的气动机具、煤矿压缩空气系统的要求、压缩空气管网的选型设计、煤矿压缩空气设备选型设计。

[5] 郭立君．泵与风机（第四版）．北京：中国电力出版社，2008．

[6] 孔珑．工程流体力学（第三版）．北京：中国电力出版社 , 2007

[7] 李少华 ．工程流体力学．成都：西南交通大学出版社 ，2007

[8] 王建平．工程流体力学自学辅导．杭州：浙江大学出版社，2001年

[9] 刘鹤年．流体力学．武汉：武汉大学出版社，2006武汉大学出版社．

[10] E．约翰芬纳莫尔等．钱翼稷等译．流体力学及其工程应用．北京：机械工业出版社，2009．

[11] 张鸣远等．高等工程流体力学．西安：西安交通大学出版社，2006．

[12] 张克危等．流体机械原理．北京：机械工业出版社，2001．

[13] 谢锡纯，李晓豁． 矿山机械与设备． 徐州：中国矿业大学出版社，2001．

[14] 何川，郭立君等．泵与风机（第四版）．北京：中国电力出版社，2008．

[15] 毛正孝．泵与风机（第二版）．北京：中国电力出版社，2007．

[16] 杨诗成等．泵与风机（第二版）．北京：中国电力出版社，2004．

[17] 王松岭，安连锁．流体力学及泵与风机．北京：中国电力出版社，1999．

[18] 商景泰等．通风机实用技术手册．北京：机械工业出版社，2005．

[19] 陈乃祥等．离心泵．北京：机械工业出版社，2003．

[20] 郁永章等．活塞式压缩机．北京：机械工业出版社，1982．

[21] 郁永章等．容积式压缩机技术手册．北京：机械工业出版社，2000．

[22] 邢子文．螺杆压缩机．北京：机械工业出版社，2000．

[23] 缪道平等．制冷压缩机．北京：机械工业出版社，2001．

[24] 曾丹苓等．工程热力学．北京：高等教育出版社，1986．

[25] 白铭声　陈祖苏．流体机械．北京：煤炭工业出版社，1993．

[26] 孙研．风机产品样本．北京：机械工业出版社，2003．

[27] 机械工业部．泵产品样本．北京：机械工业出版社，1997．

[28] 国家安全生产监督管理局．煤矿安全规程（2010版）．北京：煤炭工业出版社，2010．

[29] 中国煤炭建设协会．GB50451-2008 煤矿井下泵站及排水管路设计规范．北京：中国计划出版社，2008．

[30] 中国煤炭建设协会．GB50450-2008 煤矿主要通风机站设计规范．北京：中国计划出版社，2008．

[31] 中华机械工业联合会．GB50029－2003 压缩空气站设计规范．北京：中国计划出版社，2003．

[32] 中国煤炭建设协会．GB50125-2005 煤炭工业矿井设计规范，2005．

[33] 油气田及管道建设设计专业标准化委员会．GB50251-2003 输气管道工程设计规范．北京，中国计划出版社，2003

[34] 煤矿主要工序能耗等级指标及计算方法（试行），1992．

[35] 沈阳水泵研究所．GB3216-2005 回转动力泵 水力性能验收试验1级和2级

[36] 全国风机标准化技术委员会．GB1236-2000 工业通风机-用标准化风道进行性能试验．

[37] 机械工业部合肥通用机械研究所．GB3853-1998《容积式压缩机验收试验》中国标准出版社,1998

[38] 国家安全生产监督管理局．AQ1012－2005 煤矿在用主排水系统安全检测检验规范．北京：煤碳工业出版社，2005．

[39] 国家安全生产监督管理局．AQ1011－2005 煤矿在用主通风机系统安全检测检验规范．北京：煤碳工业出版社，2005．

[40] 国家安全生产监督管理局．AQ1013-2005 煤矿在用空气压缩机安全检测检验规范．北京：煤碳工业出版社，2005．

[41] 徐之等．煤矿供电及设备．北京：煤炭工业出版社，1993．

[42] 孟祥忠等．现代供电技术．北京：清华大学出版社，2006．

[43] 郭秀才等．监测监控系统原理及应用．北京：中国电力出版社，2010．

[44] 高金源等．计算机控制系统．北京：清华大学出版社，2007．

[45] 杨世兴等．测控系统原理与设计．北京：人民邮电出版社，2008．

[46] 陈建元等．传感器应用技术．西安：西安电子科技大学出版社，2006．

[47] 马正午等．过程可视化组态软件InTouch应用技术．北京：机械工业出版社，2006．

[48] 张显力等．防爆电气概论．北京：机械工业出版社，2008．

[49] 郑　晟等．现代可编程序控制器原理与应用．北京：科学出版社，2000．

[50] 阳宪惠等．现场总线技术及其应用．北京：清华大学出版社，1999．