工程流体力学(Ⅰ) 考试基本要求

工程流体力学（Ⅰ）考试

基本要求

适用专业：石油工程、油气储运

学时: 64-80

大纲编写人：陈小榆

一、课程的性质和地位

《工程流体力学》(一)是为石油工程专业学生开设的必修的专业基础技术课程。石油和天然气都是流体，在石油和天然气的开采、储存、运输等过程中都离不开流体力学的知识，因此《工程流体力学》课程在石油工程中占有非常重要的地位。本门课程从流体力学的基本原理出发，主要阐述流体的流动规律，它是学习后继专业课程的基础，同时也能直接用于解决工程实际问题，因此《工程流体力学》课程是一门理论性和应用性都非常强的学科，通过这门课程的学习可以培养学生分析问题和解决问题的能力。

开设本课程的目的

工程流体力学是石油工程程专业的一门主要专业基础课程。它的主要任务是通过各个教学环节，使学生掌握流体运动的基本概念、基本理论、基本计算方法和基本实验技能，提高学生分析和解决实际问题的能力，为以后学习专业知识，从事专业技术工作和科研打下必要的流体力学基础。

二、课程的基本要求

1.了解流体的主要物理性质；

2.掌握流体静力学、运动学及动力学的基本理论、基本方程及其工程应用；

3.掌握流动阻力与水头损失力的计算；

4.掌握压力管道的水力计算；

5.了解一元非恒定流动基本概念及基本计算；

6.了解气体动力学有关基础知识，并会进行有关参数的计算；

7.了解非牛顿流体的有关概念，掌握非牛顿流体水头损失的计算方法。

三、考试内容和考核目标

第一章流体及其主要物理性质（2学时）

(一)学习目标

1.了解流体的概念及特性；正确理解流体连续介质模型；

2.掌握流体的主要物理性质，特别是粘性和牛顿内摩擦定律；正确理解理想流体和实际流体、不可压缩流体和可压缩流体的概念；

3.会分析作用在流体上的力。

(二) 课程内容

第一节流体的概念

1. 流体的定义及特性；

2. 流体的连续介质模型。

第二节流体的主要物理性质

流体的密度和重度、流体的压缩性和膨胀性、流体的粘性及表面张力。

第三节作用在流体上的力

(三) 考核知识点

1. 流体的定义及特性；

2. 流体的主要物理性质：流体的密度和重度、流体的压缩性和膨胀性、流体的粘性及表面张力；

3. 分析作用在流体上的力。

(四) 考核要求

1. 识记

(1) 流体的特性；

(2) 流体的密度和重度、流体的压缩性和膨胀性、流体的粘性及表面张力的定义及这些物理量的单位。

2. 领会

(1) 不可压缩流体的概念；

(2) 连续介质模型、不可压缩流体模型、理想流体模型；

(3) 速度梯度的物理意义；

(4) 牛顿内摩擦定理；

(5)质量力和表面力。

3. 简单应用

(1) 运动粘度和动力粘度的关系；

(2) 牛顿内摩擦力的计算；

(3) 流体的压缩性和膨胀性的计算；

4. 综合应用

(1) 会分析作用在流体上的力；

(2) 粘性阻力的计算分析。

第二章流体静力学(8学时)

(一)学习目标

1. 掌握流体静压强及其特性；

2.了解流体平衡微分方程建立的思路和过程；

3. 掌握等压面的方程和等压面的性质；

4. 了解静力学基本方程式的推导过程和方程的意义及适用条件；

5. 掌握压力的测量标准及压力的单位；

6. 了解测压计的原理，掌握测压管和比压计测量一点的压力和比较两点压差的方法；

7. 了解等加速水平运动容器中流体的相对平衡、等角速度旋转容器中流体的相对平衡。

8. 掌握静止流体作用在平面上的总压力及作用点的计算方法；

9. 掌握静止流体作用在曲面上的总压力及作用点的计算方法；

(二) 课程内容

第一节流体静压强及其特性(0.5学时)

1. 流体静压强及其特性

第二节流体平衡微分方程式(1.5学时)

1. 流体平衡微分方程式的建立

2. 流体平衡微分方程式的积分

3.等压面

第三节重力作用下的流体平衡(2学时)

1. 静力学基本方程式；

2. 静力学基本方程式的意义；

3. 压力的测量标准；

4.测压计。

第四节几种质量力作用下的流体平衡(1学时)

1. 等加速水平运动容器中流体的相对平衡；

2. 等角速度旋转容器中流体的相对平衡

第五节静止流体作用在平面上的总压力(1学时)

1.总压力的大小；

2.总压力的作用点。

第六节静止流体作用在曲面上的总压力(2学时)

1.总压力的大小；

2.总压力的作用点。

(三) 考核知识点

1. 流体静压强及其特性；

2. 等压面的方程和等压面的性质；

3. 静力学基本方程式的几何意义、物理意义及适用条件；

4. 用测压管和比压计测量一点的压力和比较两点的压差；

5. 等加速水平运动容器中流体的相对平衡、等角速度旋转容器中流体的相对平衡；

6. 静止流体作用在平面上的总压力及作用点；

7. 静止流体作用在曲面上的总压力及作用点。

(四) 考核要求

1．识记

(1) 流体静压强及其特性；

(2) 等压面的定义和等压面的性质；

(3) 绝对压力、相对压力、真空压力的定义和它们之间的关系；

(4) 绝对静止、相对静止；

(5) 压力体。

2. 领会

(1) 流体平衡微分方程建立的思路和过程；

(2) 静力学基本方程式的推导过程；

(3) 静止流体作用在平面上的总压力及作用点的计算方法；

(4) 静止流体作用在曲面上的总压力及作用点的计算方法。

3. 简单应用

(1)已知质量力求等压面方程；

(2)已知质量力求静压力的分布规律；

(3) 计算静止液体中任一点的静压力；

(4) 计算静止液体中两点的压差；

(5) 画压力体。

4. 综合应用

(1) 应用静力学基本方程式计算静止流体作用在平面上的总压力及作用点；

(2) 应用静力学基本方程式计算静止流体作用在曲面上的总压力及作用点。

第三章流体运动学和动力学基础(12学时)

(一)学习目标

1. 了解研究流体运动的两种方法；

2. 掌握流体运动的基本概念；

3. 掌握连续性方程、理想流体运动的伯努利方程、实际流体总流的伯努利方程及其应用；

4. 掌握泵的扬程、有效功率的计算；

5. 掌握稳定流的动量方程及其应用。

(二) 课程内容

第一节研究流体运动的两种方法(1学时)

1. 拉格朗日法；

2. 欧拉法

第二节流体运动的基本概念(1学时)

1. 稳定流和不稳定流；

2. 迹线和流线；

3. 流管、流束和总流；

4. 有效断面、流量和平均流速

第三节连续性方程(1学时)

1. 一元流动的连续性方程；